В3. К раствору нитрата бария массой 0,5 кг добавили серную кислоту. В результате реакции образовалось 2 дм³ раствора с молярной концентрацией азотной кислоты 0,2 моль/дм³. Какова массовая доля (%) нитрата бария в исходном растворе?

Химия 11 класс Реакции и стехиометрия растворов нитрат бария серная кислота массовая доля молярная концентрация химическая реакция 11 класс химия задачи по химии растворы расчет концентрации химические вещества Новый

Чтобы решить задачу, сначала разберемся с реакцией между нитратом бария (Ba(NO3)2) и серной кислотой (H2SO4). В результате этой реакции образуется сульфат бария (BaSO4) и нитратная кислота (HNO3). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HNO3

Теперь давайте разберем шаги, необходимые для нахождения массовой доли нитрата бария в исходном растворе:

1. Найдем количество молей азотной кислоты:
• Из условия задачи известно, что объем раствора с азотной кислотой составляет 2 дм³, а молярная концентрация — 0,2 моль/дм³.
• Количество молей HNO3 можно найти по формуле: n = C * V, где n — количество молей, C — молярная концентрация, V — объем.
• Подставим известные значения: n = 0,2 моль/дм³ * 2 дм³ = 0,4 моль.
2. Определим количество молей нитрата бария:
• Из уравнения реакции видно, что 1 моль Ba(NO3)2 дает 2 моля HNO3.
• Следовательно, количество молей Ba(NO3)2, необходимое для получения 0,4 моль HNO3, будет: n(Ba(NO3)2) = 0,4 моль / 2 = 0,2 моль.
3. Рассчитаем массу нитрата бария:
• Молярная масса нитрата бария (Ba(NO3)2) составляет:
• Ba: 137,33 г/моль
• N: 14,01 г/моль (в 2-х NO3 — 2 * 14,01 = 28,02 г/моль)
• O: 16,00 г/моль (в 6-ти O — 6 * 16,00 = 96,00 г/моль)
• Итого: 137,33 + 28,02 + 96,00 = 261,35 г/моль.
• Теперь можем найти массу Ba(NO3)2: m = n * M = 0,2 моль * 261,35 г/моль = 52,27 г.
4. Рассчитаем массовую долю нитрата бария в растворе:
• Масса раствора составляет 0,5 кг = 500 г.
• Массовая доля (%) рассчитывается по формуле: массовая доля = (масса вещества / масса раствора) * 100%.
• Подставим значения: (52,27 г / 500 г) * 100% = 10,454%.

Таким образом, массовая доля нитрата бария в исходном растворе составляет приблизительно 10,45%.