300 г раствора, содержащего хлорид бария и хлорид меди (II), разделили на две равные части. К одной части добавили избыток серной кислоты, при этом выделилось 52,43 г осадка. К другой части добавили избыток раствора нитрата серебра (I), при этом образовалось 107,63 г осадка. Вычислите массовые доли солей в исходном растворе.
от

1 Ответ

Дано:
- Масса исходного раствора = 300 г
- Масса осадка при добавлении избытка серной кислоты = 52,43 г
- Масса осадка при добавлении избытка раствора нитрата серебра (I) = 107,63 г

Найти:
- Массовые доли хлорида бария (BaCl2) и хлорида меди (II) (CuCl2) в исходном растворе

Решение:

1. Определим химические реакции и массы осадков, образующихся в ходе реакций.

   При добавлении избытка серной кислоты к раствору, осаждается сульфат бария (BaSO4), так как хлорид меди (II) не реагирует с серной кислотой в условиях избытка.

   Реакция:
   BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 (осадок) + 2 HCl

   Молекулярная масса BaSO4 = 137 + 32 + 4*16 = 233 г/моль
   Количество вещества BaSO4 = масса осадка / молекулярная масса
   n(BaSO4) = 52,43 г / 233 г/моль ≈ 0,225 моль

   Следовательно, количество вещества BaCl2 в растворе также равно 0,225 моль (так как 1 моль BaCl2 образует 1 моль BaSO4).

   Молекулярная масса BaCl2 = 137 + 2*35,5 = 208 г/моль
   Масса BaCl2 = n(BaCl2) * молекулярная масса
   Масса BaCl2 = 0,225 моль * 208 г/моль = 46,8 г

2. При добавлении избытка раствора нитрата серебра (I) к раствору, осаждается хлорид серебра (AgCl), так как хлорид меди (II) образует хлорид серебра в реакции:

   Реакция:
   CuCl2 + 2 AgNO3 → 2 AgCl (осадок) + Cu(NO3)2

   Также, хлорид бария при взаимодействии с нитратом серебра осаждает хлорид серебра:

   Реакция:
   BaCl2 + 2 AgNO3 → 2 AgCl (осадок) + Ba(NO3)2

   Молекулярная масса AgCl = 107,9 + 35,5 = 143,4 г/моль
   Количество вещества AgCl = масса осадка / молекулярная масса
   n(AgCl) = 107,63 г / 143,4 г/моль ≈ 0,75 моль

   Следовательно, количество вещества Cl- в растворе также равно 0,75 моль (так как 1 моль AgCl образуется из 1 моль Cl-).

3. Найдем количество вещества хлорида меди (II) (CuCl2) в растворе. Так как из 1 моль CuCl2 образуется 2 моль AgCl, то:

   n(CuCl2) = 0,75 моль / 2 = 0,375 моль

   Молекулярная масса CuCl2 = 63,5 + 2*35,5 = 134,5 г/моль
   Масса CuCl2 = n(CuCl2) * молекулярная масса
   Масса CuCl2 = 0,375 моль * 134,5 г/моль = 50,4 г

4. Определим массу хлорида бария (BaCl2) и хлорида меди (CuCl2) в исходном растворе:

   Масса хлорида бария (BaCl2) = 46,8 г
   Масса хлорида меди (CuCl2) = 50,4 г

5. Массовые доли:

   Общая масса раствора = 300 г

   Массовая доля BaCl2 = (46,8 г / 300 г) * 100% = 15,6%
   Массовая доля CuCl2 = (50,4 г / 300 г) * 100% = 16,8%
   Массовая доля воды и других возможных компонентов = 100% - (15,6% + 16,8%) = 67,6%

Ответ:
- Массовая доля хлорида бария (BaCl2) в исходном растворе составляет 15,6%.
- Массовая доля хлорида меди (CuCl2) в исходном растворе составляет 16,8%.
от