Краткая запись:
- Гидроксид бария (Ba(OH)2): 30 г
- Серная кислота (H2SO4): 40 г
- Найти: Масса осадка (BaSO4) — ?
Краткое пояснение: При взаимодействии гидроксида бария с серной кислотой образуется сульфат бария, который является нерастворимым осадком. Для решения задачи необходимо рассчитать, какое из веществ находится в избытке, а затем вычислить массу образовавшегося осадка.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Записываем уравнение реакции:
\( Ba(OH)_2 + H_2SO_4 → BaSO_4 ↓ + 2H_2O \) - Шаг 2: Рассчитываем молярные массы веществ:
\( M(Ba(OH)_2) = 137.3 + 2 × (16 + 1) = 171.3 ext{ г/моль} \)
\( M(H_2SO_4) = 2 + 32 + 4 × 16 = 98 ext{ г/моль} \)
\( M(BaSO_4) = 137.3 + 32 + 4 × 16 = 233.3 ext{ г/моль} \) - Шаг 3: Переводим массы реагентов в моли:
\( n(Ba(OH)_2) = rac{30 ext{ г}}{171.3 ext{ г/моль}} ≈ 0.175 ext{ моль} \)
\( n(H_2SO_4) = rac{40 ext{ г}}{98 ext{ г/моль}} ≈ 0.408 ext{ моль} \) - Шаг 4: Определяем лимитирующий реагент. По уравнению реакции, 1 моль Ba(OH)2 реагирует с 1 моль H2SO4.
Для 0.175 моль Ba(OH)2 потребуется 0.175 моль H2SO4. Так как у нас есть 0.408 моль H2SO4, серная кислота находится в избытке. Лимитирующим реагентом является гидроксид бария. - Шаг 5: Рассчитываем массу осадка BaSO4, исходя из количества лимитирующего реагента:
По уравнению реакции, из 1 моль Ba(OH)2 образуется 1 моль BaSO4.
Следовательно, из 0.175 моль Ba(OH)2 образуется 0.175 моль BaSO4.
\( m(BaSO_4) = n(BaSO_4) × M(BaSO_4) = 0.175 ext{ моль} × 233.3 ext{ г/моль} ≈ 40.83 ext{ г} \)
Ответ: 40.83 г