Расчет массовых долей хлорида бария и хлорида меди(II) в растворе
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.
Дано
`m_text{исх.}(р-ра) = 300 text{ г}`
`m_1(порции) = m_2(порции) = 150 text{ г}`
`m(BaSO_4) = 52.43 text{ г}`
`m(AgCl) = 107.63 text{ г}`
Найти
`ω_text{исх.}(BaCl_2) = text{ ?}`
`ω_text{исх.}(CuCl_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций с серной кислотой (реагирует только хлорид бария):
`BaCl_2 + H_2SO_4 = BaSO_4 text{↓} + 2HCl`
Запишем уравнения реакций с нитратом серебра (реагируют оба хлорида):
`BaCl_2 + 2AgNO_3 = 2AgCl text{↓} + Ba(NO_3)_2`
`CuCl_2 + 2AgNO_3 = 2AgCl text{↓} + Cu(NO_3)_2`
Найдём количество вещества сульфата бария:
`n(BaSO_4) = (m(BaSO_4))/(M(BaSO_4)) = 52.43/233 = 0.225 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества хлорида бария в порции равно количеству вещества сульфата бария:
`n(BaCl_2) = n(BaSO_4) = 0.225 text{ моль}`
Найдём массу хлорида бария в порции:
`m(BaCl_2) = n(BaCl_2)*M(BaCl_2) = 0.225*208 = 46.8 text{ г}`
Найдём общее количество вещества хлорида серебра:
`n(AgCl) = (m(AgCl))/(M(AgCl)) = 107.63/143.5 = 0.75 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества хлорида серебра, образовавшегося из хлорида бария, в 2 раза больше количества вещества хлорида бария:
`n_1(AgCl) = 2*n(BaCl_2) = 2*0.225 = 0.45 text{ моль}`
Найдём количество вещества хлорида серебра, образовавшегося из хлорида меди(II):
`n_2(AgCl) = n(AgCl) - n_1(AgCl) = 0.75 - 0.45 = 0.3 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества хлорида меди(II) в 2 раза меньше количества вещества хлорида серебра:
`n(CuCl_2) = (n_2(AgCl))/2 = 0.3/2 = 0.15 text{ моль}`
Найдём массу хлорида меди(II) в порции:
`m(CuCl_2) = n(CuCl_2)*M(CuCl_2) = 0.15*135 = 20.25 text{ г}`
Найдём массы солей в исходном растворе:
`m_text{исх.}(BaCl_2) = 2*m(BaCl_2) = 2*46.8 = 93.6 text{ г}`
`m_text{исх.}(CuCl_2) = 2*m(CuCl_2) = 2*20.25 = 40.5 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в исходном растворе:
`ω_text{исх.}(BaCl_2) = (100*m_text{исх.}(BaCl_2))/(m_text{исх.}(р-ра)) = (100*93.6)/300 = 31.2%`
`ω_text{исх.}(CuCl_2) = (100*m_text{исх.}(CuCl_2))/(m_text{исх.}(р-ра)) = (100*40.5)/300 = 13.5%`
Ответ
`ω_text{исх.}(BaCl_2) = 31.2%`
`ω_text{исх.}(CuCl_2) = 13.5%`