Question

Карбонат бария массой 1,97 г растворили в 150 мл 20%-ной бромоводородной кислоты (ρ = 1,12 г/мл) при нагревании. Какова массовая доля бромида бария в образовавшемся растворе? В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить реагент в недостатке, рассчитать массу образовавшегося $\ce{BaBr2}$ и массу конечного раствора с учётом выделившегося газа.

**Уравнение реакции:**

$$\ce{BaCO3 + 2HBr -> BaBr2 + CO2 ^ + H2O}$$

**Расчёт количества бромоводородной кислоты:**

Масса раствора $\ce{HBr}$:
$$m_{	ext{р-ра}} = ho \cdot V = 1{,}12 \cdot 150 = 168 	ext{ г}$$

Масса чистого $\ce{HBr}$:
$$m_{\ce{HBr}} = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega = 168 \cdot 0{,}2 = 33{,}6 	ext{ г}$$

Количество вещества $\ce{HBr}$:
$$n_{\ce{HBr}} = \frac{m_{\ce{HBr}}}{M_{\ce{HBr}}} = \frac{33{,}6}{81} = 0{,}415 	ext{ моль}$$

**Расчёт количества карбоната бария:**

$$n_{\ce{BaCO3}} = \frac{m_{\ce{BaCO3}}}{M_{\ce{BaCO3}}} = \frac{1{,}97}{197} = 0{,}01 	ext{ моль}$$

**Определение реагента в недостатке:**

По уравнению реакции соотношение коэффициентов: $\ce{BaCO3} : \ce{HBr} = 1 : 2$.

Проверим соотношение молей:
$$\frac{n_{\ce{BaCO3}}}{1} : \frac{n_{\ce{HBr}}}{2} = \frac{0{,}01}{1} : \frac{0{,}415}{2} = 0{,}01 : 0{,}2075$$

Так как $0{,}01 < 0{,}2075$, карбонат бария находится в недостатке. Расчёты проводим по нему.

**Расчёт массы бромида бария:**

$$n_{\ce{BaBr2}} = n_{\ce{BaCO3}} = 0{,}01 	ext{ моль}$$

$$m_{\ce{BaBr2}} = n_{\ce{BaBr2}} \cdot M_{\ce{BaBr2}} = 0{,}01 \cdot 297 = 2{,}97 	ext{ г}$$

**Расчёт массы конечного раствора:**

Количество выделившегося диоксида углерода:
$$n_{\ce{CO2}} = n_{\ce{BaCO3}} = 0{,}01 	ext{ моль}$$

$$m_{\ce{CO2}} = n_{\ce{CO2}} \cdot M_{\ce{CO2}} = 0{,}01 \cdot 44 = 0{,}44 	ext{ г}$$

Масса конечного раствора:
$$m_{	ext{конечн.}} = m_{\ce{BaCO3}} + m_{	ext{р-ра}} - m_{\ce{CO2}} = 1{,}97 + 168 - 0{,}44 = 169{,}53 	ext{ г}$$

**Расчёт массовой доли бромида бария:**

$$\omega_{\ce{BaBr2}} = \frac{m_{\ce{BaBr2}}}{m_{	ext{конечн.}}} = \frac{2{,}97}{169{,}53} = 0{,}0175 = 1{,}75\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии