На смесь солей калия карбоната с барий хлорида массой 30,8 г подействовали раствором серной кислоты. После окончания реакции, выделился газ объемом
Вопрос пользователя
На смесь солей калия карбоната с барий хлорида массой 30,8 г подействовали раствором серной кислоты. После окончания реакции, выделился газ объемом 2,24 л (н.у.) и выпавший осадок массой 23,3 г. Вычислите массы солей в исходной смеси
Ответ эксперта
Дано: m (смеси) = 30,8 г, V ( CO 2 ) = 2,24 л. Найти: m ( K 2 CO 3 ) -? m ( BaCl 2 ) -?
Решение.
Записываем уравнение реакции:
K 2 CO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 ↑
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HCl
Видим, что из двух составных частей смеси калий карбоната и барий хлорида с раствором серной кислоты с выделением газа CO 2 взаимодействует калий карбонат, а с образованием осадка BaSO 4 ↓ взаимодействует барий хлорид. Смесь благодаря реакциям, указанным в условии задачи, не «разделяется» (Внимание задача решается алгебраическим способом. Надо обозначить количество вещества каждого компонента смеси неизвестными х, у (по количеству компонентов в смеси), составить систему уравнений (число их равно числу компонентов в смеси) и решить ее методом «подстановки» или «вычитания». Проверить правильность решения).
Вычислим молярные массы составных частей смеси и барий сульфата.
Mr ( K 2 CO 3 ) = 2 • A r ( K ) + Ar ( C ) +3 • Ar ( O ) = 2 • 39 + 12 + 3 • 16 = 138 ,
M ( K 2 CO 3 ) = 138 г / моль.
Mr ( BaCl 2 ) = A r ( Ba ) 2 • Ar ( Cl ) = 137 + 2 • 35 = 207 , M ( BaCl 2 ) = 207 г / моль.
Mr ( BaSO 4 ) = A r ( Ba ) + Ar ( S ) +4 • Ar ( O ) = 137 + 32 + 4 • 16 = 233 ,
M ( BaSO 4 ) = 233 г / моль.
Состав первой алгебраическое уравнение.
Обозначим количество вещества калий карбоната через х, а количество вещества барий хлора через в: y ( K 2 CO 3 ) = х моль, а y ( BaCl 2 ) = в моль.
Масса вычисляется по формуле m = y • M, , поэтому массы составляющих смеси будут равны: m ( K 2 CO 3 ) = 138х, а m ( BaCl 2 ) = двести седьмой. Беручм во внимание то, что масса смеси равна 30,8 г, получим первое уравнение:
138х + двести седьмой = 30,8.
Составим второй алгебраическое уравнение, включающее x и y:
По уравнению реакции (1) видно, что 1 моль калий карбоната провзаемодияв по выделению 1 моль углерода (IV) оксида, поэтому количество вещества газа равно количеству вещества калий карбоната , содержащегося в смеси, то есть y (CO 2 ) = х. Аналогично по уравнению реакции (2) y ( BaCl 2 ) = у.
Количество вещества всего карбон (IV) оксида , что добыли, равна:
y (CO 2 ) = V ( CO 2 ): Vm = 2,24 л: 22,4 л / моль = 0,1 моль,
Количество вещества всего барий хлорида, что добыли, равна:
y ( BaCl 2 ) = m ( BaCl2 ): М = 23,3 г: 233 г / моль = 0,1 моль
Второе алгебраическое уравнение: х + у = 0,2.
Имеем систему уравнений:
138х + двести седьмой = 30,8.
х + у = 0,2.
Умножим второе уравнение на 138 и вычтем из первого, получим:
69 у = 3,2, отсюда у = 3,2: 69 = 0,0463
Подставим найденное значение во второе уравнение системы и получим х + 0,0463 = 0,2, отсюда х = 0,1536.
Получается, что количество вещества y ( K 2 CO 3 ) = 0,1536 моль и y ( BaCl 2 ) = 0,0463 моль.
Вычисляем массу составляющих смеси.
Масса калий карбона количеством вещества 0,1536 моль равен:
m ( K 2 CO 3 ) = 0,1536 моль • 138 г / моль = 21,2 г.
Масса барий хлорида количеством вещества 0,0463 моль равен:
m ( BaCl 2 ) = 0,0463 моль • 207 г / моль = 9,6 г .
Ответ : m ( K 2 CO 3 ) = 21,2 г m ( BaCl 2 ) = 9,6 г.
