Question

Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном смешением 200 мл 15%-нного раствора серной кислоты плотностью 1,2 г/мл и 150 мл 10%-ного раствора нитрата бария плотностью 1,04 гмл.

в ответе должно получиться 7,9%

Answer 1

 

H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ = BaSO₄ + 2HNO₃  

 

$p=frac{m}{V}$ ⇒ m=p×V  

 

I часть  

 

1) Найдем массу 15%-ного раствора H₂SO₄ и массу 10% раствора Ba(NO₃)₂:  

 

m(H₂SO₄)=1,2×200=240 г

m(Ba(NO₃)₂)=1,04×150=156 г  

 

2) Найдем массу раствора, который образовался после сливания серной кислоты и нитрата бария:  

 

mобщего_раствора=mр-ра(H₂SO₄) +mр-ра(Ba(NO₃)₂)=240+156=396 г.  

 

3) Найдем массы чистых (безводных веществ):  

 

mвещества= ω%×mраствора÷100%  

 

m(H₂SO₄)= $frac{15%cdot240}{100%}=36$ г

 

m(Ba(NO₃)₂)= $frac{10%cdot156}{100%}=15,6$ г  

 

Как видно, серной кислоты в избытке, поэтому расчет будем вести по нитрату бария.  

 

II часть  

 

В образовавшемся растворе присутствуют осадок BaSO₄ и непрореагировавшая кислота H₂SO₄. Для того, чтобы узнать массовую долю H₂SO₄ в образовавшемся растворе, надо узнать массу осадка BaSO₄ и вычесть ее из массы нового раствора (чтоб осталась масса раствора с H₂SO₄).  

 

1) Найдем массу образовавшегося осадка BaSO₄:  

M(Ba(NO₃)₂)=261 г/моль

M(BaSO₄)=233 г/моль

m(Ba(NO₃)₂)=15,6 г

m(BaSO₄)= x г  

 

261 г Ba(NO₃)₂ дают 233 г BaSO₄

15,6 г Ba(NO₃)₂ дают х г BaSO₄  

 

$frac{15,6cdot233}{261}=13,9$ г BaSO₄  

 

2) Найдем массу образовавшегося раствора без осадка:  

 

mнов_р-ра= 396-13,9 = 382,1 г  

 

3) Найдем массу H₂SO₄, которая прореагировала с Ba(NO₃)₂:   M(Ba(NO₃)₂)=261 г/моль

M(H₂SO₄)=98 г/моль

m(Ba(NO₃)₂)=15,6 г

m(H₂SO₄)= y г  

 

261 г  Ba(NO₃)₂ прореагировало с 98 г H₂SO₄

15,6 г Ba(NO₃)₂ прореагировало с у г H₂SO₄  

 

$y=frac{15,6cdot98}{261}approx5,86$ г H₂SO₄  

 

4) Найдем массу оставшейся в новом растворе серной кислоты (безводной) (см. I часть п.3)):  

 

m(H₂SO₄)ост= 36-5,9 = 30,1 г  

 

5) Найдем массовую долю оставшейся кислоты в новом растворе:  

 

ω=m(H₂SO₄)/m(раствора)×100%=$frac{30,1}{382,1}cdot100%approx7,9%$  

 

Ответ: массовая доля H₂SO₄ в образовавшемся растворе 7,9%.