К раствору, содержащему 52,2 г нитрата бария, добавили раствор, в котором 0,5 моль сульфата калия. После фильтрации осадка, какие вещества остались в фильтрате и какова их масса? (С решением)

Химия 11 класс Растворы и осадки нитрат бария сульфат калия фильтрация осадок химия 11 класс масса веществ растворы решение задачи Новый

Для решения данной задачи, давайте сначала определим, какие реакции происходят между нитратом бария (Ba(NO3)2) и сульфатом калия (K2SO4).

Шаг 1: Определение реакции

Когда раствор нитрата бария смешивается с раствором сульфата калия, происходит обменная реакция, в результате которой образуется осадок сульфата бария (BaSO4) и нитрат калия (KNO3):

• Ba(NO3)2 + K2SO4 → BaSO4 (осадок) + 2 KNO3

Сульфат бария (BaSO4) является малорастворимым веществом и выпадает в осадок.

Шаг 2: Определение количества реагентов

Теперь нам нужно узнать, сколько моль нитрата бария у нас есть:

• Молярная масса Ba(NO3)2 = 137 (Ba) + 2 * (14 (N) + 3 * 16 (O)) = 137 + 2 * (14 + 48) = 137 + 124 = 261 г/моль

Теперь вычислим количество молей нитрата бария в 52,2 г:

• m(Ba(NO3)2) = 52,2 г
• n(Ba(NO3)2) = m / M = 52,2 г / 261 г/моль ≈ 0,2 моль

Итак, у нас есть 0,2 моль нитрата бария и 0,5 моль сульфата калия.

Шаг 3: Определение лимитирующего реагента

Согласно уравнению реакции, на 1 моль Ba(NO3)2 требуется 1 моль K2SO4. Таким образом, мы можем определить, какой реагент является лимитирующим:

• 0,2 моль Ba(NO3)2 требует 0,2 моль K2SO4.
• У нас есть 0,5 моль K2SO4, что больше, чем необходимо.

Следовательно, нитрат бария является лимитирующим реагентом.

Шаг 4: Определение количества образовавшегося осадка

Поскольку 1 моль Ba(NO3)2 дает 1 моль BaSO4, то из 0,2 моль Ba(NO3)2 получится 0,2 моль BaSO4.

Теперь найдем массу осадка BaSO4:

• Молярная масса BaSO4 = 137 (Ba) + 32 (S) + 4 * 16 (O) = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль.
• m(BaSO4) = n * M = 0,2 моль * 233 г/моль = 46,6 г.

Шаг 5: Определение веществ в фильтрате

После фильтрации у нас останется раствор, содержащий нитрат калия (KNO3). Количество образовавшегося KNO3 можно определить по уравнению реакции:

• На каждую 1 моль Ba(NO3)2 образуется 2 моль KNO3.
• Таким образом, из 0,2 моль Ba(NO3)2 получится 0,4 моль KNO3.

Шаг 6: Определение массы KNO3 в фильтрате

Теперь найдем массу KNO3:

• Молярная масса KNO3 = 39 (K) + 14 (N) + 3 * 16 (O) = 39 + 14 + 48 = 101 г/моль.
• m(KNO3) = n * M = 0,4 моль * 101 г/моль = 40,4 г.

Итог:

В фильтрате остались:

• 0,4 моль KNO3, что соответствует массе 40,4 г.

Таким образом, в фильтрате остались 40,4 г нитрата калия (KNO3).