Question

Смешали 200 мл 11%-ного раствора карбоната калия (плотностью 1,04 г/мл) и 250 мл 15%-ного раствора хлорида бария (плотностью 1,07 г/мл). Определите массовую долю хлорида 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: при смешивании растворов происходит реакция ионного обмена между карбонатом калия и хлоридом бария; необходимо определить, какой реагент в недостатке, найти массу оставшегося хлорида бария и вычислить его массовую долю в конечном растворе.

**Уравнение реакции:**

$$\ce{K2CO3 + BaCl2 -> BaCO3 v + 2KCl}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим массу раствора карбоната калия:

$$m_{	ext{р-ра}} \ce{K2CO3} = ho_{	ext{р-ра}} \cdot V_{	ext{р-ра}} = 1{,}04 \cdot 200 = 208 	ext{ г}$$

Масса чистого карбоната калия:

$$m \ce{K2CO3} = 208 \cdot 0{,}11 = 22{,}88 	ext{ г}$$

Количество вещества карбоната калия:

$$n \ce{K2CO3} = \frac{22{,}88}{138} = 0{,}166 	ext{ моль}$$

2) Вычислим массу раствора хлорида бария:

$$m_{	ext{р-ра}} \ce{BaCl2} = 1{,}07 \cdot 250 = 267{,}5 	ext{ г}$$

Масса чистого хлорида бария:

$$m \ce{BaCl2} = 267{,}5 \cdot 0{,}15 = 40{,}125 	ext{ г}$$

Количество вещества хлорида бария:

$$n \ce{BaCl2} = \frac{40{,}125}{208} = 0{,}193 	ext{ моль}$$

3) Определим реагент в недостатке. По уравнению реакции оба вещества реагируют в соотношении 1:1. Сравним:

$$\frac{n \ce{K2CO3}}{1} = 0{,}166 < \frac{n \ce{BaCl2}}{1} = 0{,}193$$

Карбонат калия находится в недостатке, хлорид бария — в избытке.

4) Найдём количество хлорида бария, вступившего в реакцию:

$$n_{	ext{прореаг.}} \ce{BaCl2} = n \ce{K2CO3} = 0{,}166 	ext{ моль}$$

Количество оставшегося хлорида бария:

$$n_{	ext{ост.}} \ce{BaCl2} = 0{,}193 - 0{,}166 = 0{,}027 	ext{ моль}$$

Масса оставшегося хлорида бария:

$$m_{	ext{ост.}} \ce{BaCl2} = 0{,}027 \cdot 208 = 5{,}616 	ext{ г}$$

5) Найдём массу образовавшегося карбоната бария:

$$n \ce{BaCO3} = n \ce{K2CO3} = 0{,}166 	ext{ моль}$$

$$m \ce{BaCO3} = 0{,}166 \cdot 197 = 32{,}702 	ext{ г}$$

6) Вычислим массу конечного раствора. Осадок карбоната бария выпадает из раствора, поэтому:

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = m_{	ext{р-ра}} \ce{K2CO3} + m_{	ext{р-ра}} \ce{BaCl2} - m \ce{BaCO3}$$

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = 208 + 267{,}5 - 32{,}702 = 442{,}798 	ext{ г}$$

7) Вычислим массовую долю хлорида бария в конечном растворе:

$$\omega \ce{BaCl2} = \frac{m_{	ext{ост.}} \ce{BaCl2}}{m_{	ext{конечн. р-ра}}} = \frac{5{,}616}{442{,}798} = 0{,}0127 = 1{,}27\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии