Номер 6, страница 250 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

6. К раствору массой 120 г с неизвестной массовой долей хлорида бария добавили раствор массой 80 г с неизвестной массовой долей сульфата натрия, при этом обе соли прореагировали полностью, и образовался осадок массой 23,3 г. Рассчитайте массовую долю хлорида натрия в растворе над осадком.

Дано:

$m(\text{р-ра } BaCl_2) = 120 \text{ г}$

$m(\text{р-ра } Na_2SO_4) = 80 \text{ г}$

$m(\text{осадка } BaSO_4) = 23,3 \text{ г}$

$m(\text{р-ра } BaCl_2) = 0,12 \text{ кг}$
$m(\text{р-ра } Na_2SO_4) = 0,08 \text{ кг}$
$m(\text{осадка } BaSO_4) = 0,0233 \text{ кг}$

Найти:

$\omega(NaCl)_{\text{конечн.}}$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции между хлоридом бария и сульфатом натрия. Это реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый в воде сульфат бария ($BaSO_4$), выпадающий в осадок, и растворимый хлорид натрия ($NaCl$).

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$

2. По условию задачи, масса образовавшегося осадка ($BaSO_4$) составляет 23,3 г. Найдем количество вещества этого осадка. Для этого сначала рассчитаем молярную массу сульфата бария:

$M(BaSO_4) = Ar(Ba) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 137 + 32 + 4 \cdot 16 = 233 \text{ г/моль}$

Теперь можем найти количество вещества $BaSO_4$:

$n(BaSO_4) = \frac{m(BaSO_4)}{M(BaSO_4)} = \frac{23,3 \text{ г}}{233 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося хлорида натрия ($NaCl$). Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 1 моль $BaSO_4$ образуется 2 моль $NaCl$.

$\frac{n(BaSO_4)}{1} = \frac{n(NaCl)}{2}$

$n(NaCl) = 2 \cdot n(BaSO_4) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу хлорида натрия, образовавшегося в ходе реакции. Молярная масса $NaCl$:

$M(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5 \text{ г/моль}$

Масса $NaCl$:

$m(NaCl) = n(NaCl) \cdot M(NaCl) = 0,2 \text{ моль} \cdot 58,5 \text{ г/моль} = 11,7 \text{ г}$

5. Найдем массу конечного раствора. Масса конечного раствора равна сумме масс исходных растворов за вычетом массы выпавшего осадка, так как осадок не является частью раствора.

$m(\text{конечн. р-ра}) = m(\text{р-ра } BaCl_2) + m(\text{р-ра } Na_2SO_4) - m(BaSO_4)$

$m(\text{конечн. р-ра}) = 120 \text{ г} + 80 \text{ г} - 23,3 \text{ г} = 200 \text{ г} - 23,3 \text{ г} = 176,7 \text{ г}$

6. Теперь мы можем рассчитать массовую долю хлорида натрия в растворе над осадком. Массовая доля ($\omega$) равна отношению массы растворенного вещества к массе раствора.

$\omega(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{m(\text{конечн. р-ра})}$

$\omega(NaCl) = \frac{11,7 \text{ г}}{176,7 \text{ г}} \approx 0,0662$

Для выражения в процентах, умножим полученное значение на 100%.

$\omega(NaCl) \approx 0,0662 \cdot 100\% = 6,62\%$

Ответ: массовая доля хлорида натрия в растворе над осадком составляет 6,62%.