Question

Смесь порошкообразных серебра и меди массой 4,608 г с массовой долей серебра 60% растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте. Выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида бария массой 42,75 г с массовой долей 20%. Вычислите массу образовавшегося осадка. 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 количество вещества каждого металла в смеси, найти объём выделившегося газа, установить лимитирующий реагент при взаимодействии с гидроксидом бария и вычислить массу осадка.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{Cu + 2H2SO4 ->[t] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}$$

$$\ce{2Ag + 2H2SO4 ->[t] Ag2SO4 + SO2 ^ + 2H2O}$$

$$\ce{SO2 + Ba(OH)2 -> BaSO3 v + H2O}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим массу серебра в смеси:

$$m(\ce{Ag}) = 4{,}608 	imes 0{,}60 = 2{,}7648 	ext{ г}$$

$$n(\ce{Ag}) = \frac{2{,}7648}{108} = 0{,}0256 	ext{ моль}$$

2) Вычислим массу меди в смеси:

$$m(\ce{Cu}) = 4{,}608 - 2{,}7648 = 1{,}8432 	ext{ г}$$

$$n(\ce{Cu}) = \frac{1{,}8432}{64} = 0{,}0288 	ext{ моль}$$

3) Найдём количество вещества диоксида серы, выделившегося в обеих реакциях:

$$n_1(\ce{SO2}) = n(\ce{Cu}) = 0{,}0288 	ext{ моль}$$

$$n_2(\ce{SO2}) = \frac{n(\ce{Ag})}{2} = \frac{0{,}0256}{2} = 0{,}0128 	ext{ моль}$$

$$n(\ce{SO2}) = 0{,}0288 + 0{,}0128 = 0{,}0416 	ext{ моль}$$

4) Вычислим количество вещества гидроксида бария в растворе:

$$m(\ce{Ba(OH)2}) = 42{,}75 	imes 0{,}20 = 8{,}55 	ext{ г}$$

$$n(\ce{Ba(OH)2}) = \frac{8{,}55}{171} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

5) Определим лимитирующий реагент в третьей реакции. Сравним мольные отношения:

$$\frac{n(\ce{SO2})}{1} = 0{,}0416 	ext{ моль}$$

$$\frac{n(\ce{Ba(OH)2})}{1} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

Поскольку $0{,}0416 < 0{,}05$, диоксид серы находится в недостатке. Расчёт ведём по нему.

6) Вычислим массу образовавшегося сульфита бария:

$$n(\ce{BaSO3}) = n(\ce{SO2}) = 0{,}0416 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{BaSO3}) = 0{,}0416 	imes 217 = 9{,}0272 	ext{ г}$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии