Вопрос школьника
Для полной нейтрализации 200 г раствора, содержащего серную и азотную кислоты, потребовалось 855 г 5,0%-го раствора гидроксида бария, при этом из раствора выпал осадок массой 34,95 г. Рассчитайте массовые доли (в %) кислот в исходном растворе.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать реакцию нейтрализации:
H2SO4 + 2Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2H2O
HNO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2H2O
Из уравнения видно, что для нейтрализации одной молекулы серной кислоты требуется две молекулы гидроксида бария, а для нейтрализации одной молекулы азотной кислоты — одна молекула гидроксида бария.
Поскольку для нейтрализации 200 г раствора потребовалось 855 г 5,0%-го раствора гидроксида бария, то количество гидроксида бария, необходимое для нейтрализации одной молекулы серной кислоты, можно рассчитать следующим образом:
855 г × 0,05 = 42,75 г Ba(OH)2
Молярная масса Ba(OH)2 равна 171,34 г/моль, следовательно, количество молей гидроксида бария, необходимое для нейтрализации одной молекулы серной кислоты, равно:
42,75 г / 171,34 г/моль = 0,249 моль
Так как для нейтрализации одной молекулы серной кислоты требуется две молекулы гидроксида бария, то количество молей серной кислоты в исходном растворе равно:
0,249 моль / 2 = 0,1245 моль
Масса серной кислоты в исходном растворе равна:
0,1245 моль × 98,08 г/моль = 12,20 г
Аналогично можно рассчитать количество молей азотной кислоты в исходном растворе:
855 г × 0,05 = 42,75 г Ba(OH)2
42,75 г / 171,34 г/моль = 0,249 моль Ba(OH)2
0,249 моль — количество молей гидроксида бария, необходимое для нейтрализации серной кислоты
0,249 моль — 0,1245 моль = 0,1245 моль — количество молей гидроксида бария, необходимое для нейтрализации азотной кислоты
0,1245 моль × 63,01 г/моль = 7,84 г — масса азотной кислоты в исходном растворе
Таким образом, массовые доли кислот в исходном растворе можно рассчитать следующим образом:
— Доля серной кислоты: 12,20 г / 200 г × 100% = 6,1%
— Доля азотной кислоты: 7,84 г / 200 г × 100% = 3,92%
Ответ: массовые доли серной и азотной кислот в исходном растворе составляют 6,1% и 3,92% соответственно.
