Question

Смешали 58,8 г 20%-ного раствора бромида аммония и 328 г 5%-ного раствора дигидрофосфата серебра. Выпавший осадок отделили, а к оставшемуся раствору добавили 34,2 г гидроксида бария и нагрели до прекращения выделения газа. Найдите массовую долю щелочи 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 последовательность реакций, найти количества реагентов и продуктов, учитывая ограничивающий реагент на каждом этапе, затем вычислить массовую долю оставшегося гидроксида бария в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{NH4Br + AgH2PO4 -> AgBr v + NH4H2PO4}$$

$$\ce{2NH4H2PO4 + 3Ba(OH)2 ->[t] Ba3(PO4)2 v + 2NH3 ^ + 6H2O}$$

$$\ce{2NH4Br + Ba(OH)2 ->[t] BaBr2 + 2NH3 ^ + 2H2O}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества $\ce{NH4Br}$ в исходном растворе:

$$m_{\ce{NH4Br}} = 58{,}8 \cdot 0{,}20 = 11{,}76 	ext{ г}$$

$$n_{\ce{NH4Br}} = \frac{11{,}76}{98} = 0{,}12 	ext{ моль}$$

2) Вычислим количество вещества $\ce{AgH2PO4}$ в исходном растворе:

$$m_{\ce{AgH2PO4}} = 328 \cdot 0{,}05 = 16{,}4 	ext{ г}$$

$$n_{\ce{AgH2PO4}} = \frac{16{,}4}{205} = 0{,}08 	ext{ моль}$$

3) Определим ограничивающий реагент в первой реакции. Сравним отношения:

$$\frac{n_{\ce{NH4Br}}}{1} = 0{,}12; \quad \frac{n_{\ce{AgH2PO4}}}{1} = 0{,}08$$

Так как $0{,}12 > 0{,}08$, то $\ce{AgH2PO4}$ — ограничивающий реагент.

4) По первой реакции образуется $\ce{NH4H2PO4}$:

$$n_{\ce{NH4H2PO4}} = n_{\ce{AgH2PO4}} = 0{,}08 	ext{ моль}$$

5) Оставшееся количество $\ce{NH4Br}$:

$$n_{	ext{ост.}\ce{NH4Br}} = 0{,}12 - 0{,}08 = 0{,}04 	ext{ моль}$$

6) Вычислим количество вещества $\ce{Ba(OH)2}$:

$$n_{\ce{Ba(OH)2}} = \frac{34{,}2}{171} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

7) Определим расход $\ce{Ba(OH)2}$ на вторую реакцию (с $\ce{NH4H2PO4}$):

$$n_{	ext{расх.2}\ce{Ba(OH)2}} = \frac{3 \cdot 0{,}08}{2} = 0{,}12 	ext{ моль}$$

8) Определим расход $\ce{Ba(OH)2}$ на третью реакцию (с оставшимся $\ce{NH4Br}$):

$$n_{	ext{расх.3}\ce{Ba(OH)2}} = \frac{0{,}04}{2} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

9) Вычислим оставшееся количество $\ce{Ba(OH)2}$:

$$n_{	ext{ост.}\ce{Ba(OH)2}} = 0{,}2 - 0{,}12 - 0{,}02 = 0{,}06 	ext{ моль}$$

$$m_{	ext{ост.}\ce{Ba(OH)2}} = 0{,}06 \cdot 171 = 10{,}26 	ext{ г}$$

10) Вычислим массы веществ, выделившихся из раствора:

Осадок $\ce{AgBr}$: $n_{\ce{AgBr}} = 0{,}08$ моль, $m_{\ce{AgBr}} = 0{,}08 \cdot 188 = 15{,}04$ г

Аммиак из второй реакции: $n_{\ce{NH3(2)}} = 0{,}08$ моль, $m_{\ce{NH3(2)}} = 0{,}08 \cdot 17 = 1{,}36$ г

Аммиак из третьей реакции: $n_{\ce{NH3(3)}} = 0{,}04$ моль, $m_{\ce{NH3(3)}} = 0{,}04 \cdot 17 = 0{,}68$ г

Осадок $\ce{Ba3(PO4)2}$: $n_{\ce{Ba3(PO4)2}} = \frac{0{,}08}{2} = 0{,}04$ моль, $m_{\ce{Ba3(PO4)2}} = 0{,}04 \cdot 601 = 24{,}04$ г

11) Вычислим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = 58{,}8 + 328 + 34{,}2 - 15{,}04 - 1{,}36 - 0{,}68 - 24{,}04 = 379{,}88 	ext{ г}$$

12) Вычислим массовую долю $\ce{Ba(OH)2}$ в конечном растворе:

$$\omega_{\ce{Ba(OH)2}} = \frac{10{,}26}{379{,}88} = 0{,}027 = 2{,}7\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии