Для решения задачи необходимо рассмотреть реакции, происходящие при взаимодействии сульфата аммония и карбоната аммония с хлоридом бария и соляной кислотой.

Шаг 1: Анализ реакции с хлоридом бария

При добавлении избытка хлорида бария к раствору сульфата аммония (NH4)2SO4 и карбоната аммония (NH4)2CO3 происходит осаждение сульфата бария (BaSO4). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

• (NH4)2SO4 + BaCl2 → BaSO4 (осадок) + 2NH4Cl

Согласно уравнению, на каждый моль сульфата аммония образуется один моль сульфата бария. Молярная масса BaSO4 составляет 233,4 г/моль.

Теперь найдем количество молей сульфата бария, образовавшегося в реакции:

• n(BaSO4) = масса / молярная масса = 21,5 г / 233,4 г/моль ≈ 0,092 моля

Это количество соответствует количеству молей сульфата аммония, так как на один моль сульфата аммония образуется один моль сульфата бария. Следовательно, количество молей сульфата аммония также равно 0,092 моля.

Шаг 2: Анализ реакции с соляной кислотой

При обработке навески сульфата аммония и карбоната аммония избытком соляной кислоты происходит выделение газа (в данном случае, углекислого газа CO2) из карбоната аммония:

• (NH4)2CO3 + 2HCl → 2NH4Cl + CO2 (газ) + H2O

Объем выделившегося газа составляет 1,12 л. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л. Таким образом, количество молей CO2 можно вычислить следующим образом:

• n(CO2) = объем / объем одного моля = 1,12 л / 22,4 л/моль ≈ 0,05 моля

Это количество соответствует количеству молей карбоната аммония, так как на один моль карбоната аммония образуется один моль углекислого газа.

Шаг 3: Определение массовой доли сульфата аммония

Теперь мы имеем количество молей сульфата аммония и карбоната аммония:

• n((NH4)2SO4) = 0,092 моля
• n((NH4)2CO3) = 0,05 моля

Теперь найдем массу каждого из соединений:

• Молярная масса сульфата аммония (NH4)2SO4 = 132,14 г/моль
• Молярная масса карбоната аммония (NH4)2CO3 = 96,09 г/моль

• Масса сульфата аммония = n((NH4)2SO4) * М(сульфата аммония) = 0,092 моль * 132,14 г/моль ≈ 12,15 г
• Масса карбоната аммония = n((NH4)2CO3) * М(карбоната аммония) = 0,05 моль * 96,09 г/моль ≈ 4,80 г

Теперь можем найти общую массу смеси:

• Общая масса смеси = масса сульфата аммония + масса карбоната аммония = 12,15 г + 4,80 г = 16,95 г

Шаг 4: Вычисление массовой доли сульфата аммония

Массовая доля сульфата аммония в смеси определяется по формуле:

• Массовая доля = (масса сульфата аммония / общая масса смеси) * 100%

• Массовая доля = (12,15 г / 16,95 г) * 100% ≈ 71,7%

Ответ: Массовая доля сульфата аммония в смеси составляет примерно 71,7%.