Масса осадка и соли из растворов хлорида бария и нитрата серебра
К порции 10%-го раствора хлорида бария массой 208 г добавили порцию 50%-го раствора нитрата серебра массой 34 г. Вычислите: а) массу образовавшегося осадка; б) массу образовавшейся соли в растворе; в) массовую долю образовавшейся соли в растворе; г) массу реагента, оставшегося в избытке; д) массовую долю в растворе реагента, оставшегося в избытке.
Дано
`m(text{р-ра } BaCl_2) = 208 text{ г}`
`ω(BaCl_2) = 10%`
`m(text{р-ра } AgNO_3) = 34 text{ г}`
`ω(AgNO_3) = 50%`
Найти
а)
`m(осадка) = text{ ?}`
б)
`m(соли text{ в р-ре}) = text{ ?}`
в)
`ω(соли text{ в р-ре}) = text{ ?}`
г)
`m_text{изб.}(реагента) = text{ ?}`
д)
`ω_text{изб.}(реагента) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`BaCl_2 + 2AgNO_3 = 2AgCl text{↓} + Ba(NO_3)_2`
Найдём массы чистых реагентов в исходных растворах:
`m(BaCl_2) = (ω(BaCl_2) * m(text{р-ра } BaCl_2)) / 100 = (10 * 208) / 100 = 20.8 text{ г}`
`m(AgNO_3) = (ω(AgNO_3) * m(text{р-ра } AgNO_3)) / 100 = (50 * 34) / 100 = 17 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(BaCl_2) = (m(BaCl_2)) / (M(BaCl_2)) = 20.8 / 208 = 0.1 text{ моль}`
`n(AgNO_3) = (m(AgNO_3)) / (M(AgNO_3)) = 17 / 170 = 0.1 text{ моль}`
По уравнению реакции для 0.1 моль BaCl₂ требуется 0.2 моль AgNO₃. У нас имеется только 0.1 моль AgNO₃, значит нитрат серебра в недостатке. Расчёт ведём по нему.
а)
Согласно уравнению реакции, количество вещества AgCl в 2 раза больше количества нитрата серебра:
`n(AgCl) = n(AgNO_3) = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу осадка хлорида серебра:
`m(AgCl) = n(AgCl) * M(AgCl) = 0.1 * 143.5 = 14.35 text{ г}`
б)
Согласно уравнению реакции, количество вещества Ba(NO₃)₂ в 2 раза меньше количества нитрата серебра:
`n(Ba(NO_3)_2) = (n(AgNO_3)) / 2 = 0.1 / 2 = 0.05 text{ моль}`
Найдём массу образовавшейся соли в растворе (нитрата бария):
`m(Ba(NO_3)_2) = n(Ba(NO_3)_2) * M(Ba(NO_3)_2) = 0.05 * 261 = 13.05 text{ г}`
в)
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } BaCl_2) + m(text{р-ра } AgNO_3) - m(AgCl) = 208 + 34 - 14.35 = 227.65 text{ г}`
Вычислим массовую долю нитрата бария в конечном растворе:
`ω(Ba(NO_3)_2) = (100 * m(Ba(NO_3)_2)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 13.05) / 227.65 = 5.733%`
г)
Количество прореагировавшего BaCl₂ равно количеству образовавшегося нитрата бария:
`n_text{прореаг.}(BaCl_2) = n(Ba(NO_3)_2) = 0.05 text{ моль}`
Количество непрореагировавшего BaCl₂:
`n_text{изб.}(BaCl_2) = n(BaCl_2) - n_text{прореаг.}(BaCl_2) = 0.1 - 0.05 = 0.05 text{ моль}`
Найдём массу избытка хлорида бария:
`m_text{изб.}(BaCl_2) = n_text{изб.}(BaCl_2) * M(BaCl_2) = 0.05 * 208 = 10.4 text{ г}`
д)
Вычислим массовую долю избыточного хлорида бария в конечном растворе:
`ω_text{изб.}(BaCl_2) = (100 * m_text{изб.}(BaCl_2)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 10.4) / 227.65 = 4.569%`
Ответ
а)
`m(AgCl) = 14.35 text{ г}`
б)
`m(Ba(NO_3)_2) = 13.05 text{ г}`
в)
`ω(Ba(NO_3)_2) = 5.733%`
г)
`m_text{изб.}(BaCl_2) = 10.4 text{ г}`
д)
`ω_text{изб.}(BaCl_2) = 4.569%`