Какова массовая доля сульфата аммония в смеси, если навеску сульфата и карбоната аммония растворили в воде, добавили избыток хлорида бария, и масса выпавшего осадка составила 21,5 г, а при обработке той же навески избытком соляной кислоты выделяется 1,12 л газа?

Химия 11 класс Растворы и осадки массовая доля сульфата аммония растворение сульфата осадок хлорида бария газ из соляной кислоты химия растворов анализ смеси веществ Новый

Для решения задачи нам необходимо определить массовую долю сульфата аммония в смеси. Мы начнем с анализа данных, которые у нас есть.

Шаг 1: Определение реакций

• Сначала рассмотрим реакцию с хлоридом бария. При добавлении избытка хлорида бария к раствору, содержащему сульфат аммония, образуется осадок сульфата бария (BaSO4):
• BaCl2 + (NH4)2SO4 → BaSO4 (осадок) + 2NH4Cl
• Из условия задачи нам известно, что масса выпавшего осадка сульфата бария составляет 21,5 г.

Шаг 2: Расчет количества сульфата аммония

• Теперь найдем количество вещества (моль) сульфата бария, используя его молярную массу.
• Молярная масса BaSO4 составляет:
• Ba = 137,33 г/моль
• S = 32,07 г/моль
• O4 = 4 * 16,00 г/моль = 64,00 г/моль
• Итого: 137,33 + 32,07 + 64,00 = 233,40 г/моль
• Теперь найдем количество моль BaSO4:
• n(BaSO4) = масса / молярная масса = 21,5 г / 233,40 г/моль ≈ 0,092 моль

Шаг 3: Определение количества сульфата аммония

• Согласно уравнению реакции, 1 моль сульфата аммония дает 1 моль сульфата бария. Следовательно, количество сульфата аммония в растворе также составляет 0,092 моль.

Шаг 4: Определение количества карбоната аммония

• Теперь рассмотрим реакцию с соляной кислотой. При добавлении избытка HCl к карбонату аммония образуется углекислый газ (CO2), вода и хлорид аммония:
• (NH4)2CO3 + 2HCl → 2NH4Cl + CO2 (газ) + H2O
• Из условия задачи известно, что при обработке навески выделяется 1,12 л газа (CO2) при нормальных условиях (н.у.). Объем газа можно перевести в количество вещества:
• n(CO2) = V / Vm = 1,12 л / 22,4 л/моль ≈ 0,05 моль
• Согласно уравнению реакции, 1 моль карбоната аммония дает 1 моль углекислого газа. Следовательно, количество карбоната аммония в растворе составляет 0,05 моль.

Шаг 5: Определение массовых долей

• Теперь мы можем рассчитать массу сульфата аммония и карбоната аммония:
• Молярная масса (NH4)2SO4 = 2 * 14,01 + 8 * 1,01 + 32,07 = 132,14 г/моль
• Масса сульфата аммония = n * M = 0,092 моль * 132,14 г/моль ≈ 12,16 г
• Молярная масса (NH4)2CO3 = 2 * 14,01 + 12,01 + 3 * 16,00 = 96,09 г/моль
• Масса карбоната аммония = n * M = 0,05 моль * 96,09 г/моль ≈ 4,80 г

Шаг 6: Общая масса смеси и массовая доля сульфата аммония

• Общая масса смеси = масса сульфата аммония + масса карбоната аммония = 12,16 г + 4,80 г = 16,96 г.
• Массовая доля сульфата аммония = (масса сульфата аммония / общая масса смеси) * 100%:
• Массовая доля = (12,16 г / 16,96 г) * 100% ≈ 71,7%

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