2025-02-09 22:37:50
Как можно сравнить барий и кальций по следующим критериям:
- количество электронов на внешнем энергетическом уровне;
- размер атома;
- сравнительная оценка металлических и восстановительных свойств;
- степени окисления;
- формулы их оксидов и гидроксидов;
- сравнительная оценка кислотно-основных свойств.
Кроме того, какова массовая доля карбоната бария в исходном образце, если 500 г технического карбоната бария прокалили, полученный оксид бария растворили в воде и нейтрализовали раствором серной кислоты, в результате чего выпало 582,5 г осадка?
Химия 11 класс Сравнительная характеристика щелочных и щелочноземельных металлов барий кальций электроны размер атома металлические свойства восстановительные свойства Степени окисления Оксиды гидроксиды кислотно-основные свойства массовая доля карбонат бария серная кислота осадок
2025-02-09 22:38:07
Давайте сравним барий и кальций по указанным критериям.
1. Количество электронов на внешнем энергетическом уровне:- Кальций (Ca) имеет 2 электрона на внешнем уровне (4s2).
- Барий (Ba) также имеет 2 электрона на внешнем уровне (6s2).
- Размер атома увеличивается по мере продвижения вниз по группе в периодической таблице. Поэтому атом бария больше атома кальция.
- Барий имеет больший радиус атома из-за большего количества энергетических уровней.
- Барий является более активным металлом, чем кальций. Это означает, что барий легче отдает свои электроны и восстанавливается.
- Металлические свойства также усиливаются у бария, так как он находится ниже в группе.
- Кальций имеет степень окисления +2 в своих соединениях.
- Барий также имеет степень окисления +2.
- Оксид кальция: CaO.
- Оксид бария: BaO.
- Гидроксид кальция: Ca(OH)2.
- Гидроксид бария: Ba(OH)2.
- Гидроксиды кальция и бария являются щелочами, но барий является более сильной щелочью.
- Это связано с тем, что барий легче диссоциирует в растворе, чем кальций, что приводит к более высокой концентрации ионов OH-.
Теперь давайте решим задачу о массовой доле карбоната бария в исходном образце.
1. Сначала определим, сколько оксида бария (BaO) образуется из карбоната бария (BaCO3) при прокаливании:
- Реакция: BaCO3 → BaO + CO2.
2. Теперь определим, сколько BaO образуется из 500 г BaCO3:
- Молярная масса BaCO3 = 137 (Ba) + 12 (C) + 3*16 (O) = 197 г/моль.
- Молярная масса BaO = 137 (Ba) + 16 (O) = 153 г/моль.
- Из 1 моль BaCO3 получается 1 моль BaO.
3. Теперь найдем, сколько BaO получится из 500 г BaCO3:
- Количество моль BaCO3 = 500 г / 197 г/моль ≈ 2.54 моль.
- Количество BaO = 2.54 моль * 153 г/моль ≈ 388.62 г.
4. Теперь мы знаем, что 388.62 г BaO были получены. Далее, это количество BaO растворили в воде и нейтрализовали серной кислотой:
- Реакция: BaO + H2SO4 → BaSO4 + H2O.
- Молярная масса BaSO4 = 137 (Ba) + 32 (S) + 4*16 (O) = 233 г/моль.
5. Найдем количество BaSO4, которое выпало в осадок:
- Масса осадка BaSO4 = 582.5 г.
- Количество моль BaSO4 = 582.5 г / 233 г/моль ≈ 2.5 моль.
6. Поскольку на каждую моль BaO получается одна моль BaSO4, то количество BaO, необходимое для образования 2.5 моль BaSO4, составляет 2.5 моль.
- Масса BaO, необходимая для образования 2.5 моль = 2.5 моль * 153 г/моль = 382.5 г.
7. Теперь можем найти массовую долю карбоната бария в исходном образце:
- Массовая доля = (масса BaCO3 / масса образца) * 100%.
- Масса BaCO3 = 500 г, масса BaO = 382.5 г.
- Массовая доля = (382.5 г / 500 г) * 100% ≈ 76.5%.
Ответ: Массовая доля карбоната бария в исходном образце составляет примерно 76.5%.
