Шаг 1: Определение массы карбоната бария, который разложился.

• Из условия задачи известно, что при разложении карбоната бария (BaCO3) выделился газ. Этот газ - углекислый газ (CO2).
• Объем выделившегося газа составляет 4,481 литра. Для того чтобы найти количество вещества (моль) углекислого газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа: 1 моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях.
• Количество вещества CO2 можно найти по формуле: n(CO2) = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль.
• Подставляем значения: n(CO2) = 4,481 л / 22,4 л/моль ≈ 0,2 моль.
• Из реакции разложения карбоната бария (BaCO3 → BaO + CO2) видно, что на 1 моль BaCO3 выделяется 1 моль CO2. Следовательно, разложилось также 0,2 моль BaCO3.
• Молярная масса BaCO3 составляет: 137 (Ba) + 12 (C) + 3*16 (O) = 197 г/моль.
• Теперь находим массу разложившегося карбоната бария: m(BaCO3) = n * M = 0,2 моль * 197 г/моль = 39,4 г.

Шаг 2: Определение массы оставшегося твердого остатка.

• Из условия задачи известно, что масса твердого остатка после разложения составляет 50,3 г.
• Таким образом, масса карбоната бария, который не разложился (остался в остатке), равна: m(ост) = 50,3 г - 39,4 г = 10,9 г.

Шаг 3: Реакция с азотной кислотой и определение массы осадка.

• Теперь к оставшемуся твердому остатку (10,9 г BaCO3) добавили 63 г 30%-ного раствора азотной кислоты (HNO3).
• Сначала найдем массу чистой HNO3 в растворе: m(HNO3) = 63 г * 0,3 = 18,9 г.
• Реакция между карбонатом бария и азотной кислотой: BaCO3 + 2 HNO3 → Ba(NO3)2 + CO2 + H2O.
• Из этого уравнения видно, что 1 моль BaCO3 реагирует с 2 моль HNO3. Нам нужно найти, сколько BaCO3 сможет прореагировать с 18,9 г HNO3.
• Молярная масса HNO3 составляет: 1 (H) + 14 (N) + 3*16 (O) = 63 г/моль.
• Количество вещества HNO3: n(HNO3) = 18,9 г / 63 г/моль ≈ 0,3 моль.
• Для реакции с 0,3 моль HNO3 потребуется: 0,3 моль HNO3 * (1 моль BaCO3 / 2 моль HNO3) = 0,15 моль BaCO3.
• Теперь находим массу BaCO3, которая прореагирует: m(BaCO3) = 0,15 моль * 197 г/моль = 29,55 г.
• Но у нас есть только 10,9 г BaCO3, значит, весь BaCO3 прореагирует.

Шаг 4: Определение массы осадка при охлаждении до 0°С.

• При охлаждении раствора до 0°С, согласно условию, растворимость нитрата бария (Ba(NO3)2) составляет 5 г на 100 г воды.
• Объем добавленной воды составляет 150,5 мл. Поскольку плотность воды примерно равна 1 г/мл, то масса воды будет 150,5 г.
• Максимально растворимый Ba(NO3)2 в 150,5 г воды: m(Ba(NO3)2) = 5 г/100 г * 150,5 г = 7,525 г.
• Так как весь BaCO3 прореагировал, образуется 10,9 г Ba(NO3)2. При охлаждении до 0°С осадится: m(осадка) = 10,9 г - 7,525 г = 3,375 г.

Ответ: Масса осадка, образовавшегося при охлаждении раствора до 0°С, составляет 3,375 г.