22. К раствору сульфата алюминия массой 34,2 г и массовой долей 10% прилили избыток раствора нитрата бария. Вычислите массу образовавшегося осадка. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идет речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

1. Найдем массу алюминий сульфата:

   Дано:

   • m(раствора Al₂(SO₄)₃) = 34,2 г
   • w(Al₂(SO₄)₃) = 10% = 0,1

   Найти:

   • m(Al₂(SO₄)₃) = ?

   m(Al₂(SO₄)₃) = m(раствора) * w = 34,2 г * 0,1 = 3,42 г

2. Найдем молярную массу алюминий сульфата (Al₂(SO₄)₃):

   M(Al₂(SO₄)₃) = 2 * M(Al) + 3 * (M(S) + 4 * M(O)) = 2 * 27 г/моль + 3 * (32 г/моль + 4 * 16 г/моль) = 54 г/моль + 3 * (32 + 64) г/моль = 54 г/моль + 3 * 96 г/моль = 54 г/моль + 288 г/моль = 342 г/моль

3. Найдем количество вещества алюминий сульфата (n(Al₂(SO₄)₃)):

   n(Al₂(SO₄)₃) = m(Al₂(SO₄)₃) / M(Al₂(SO₄)₃) = 3,42 г / 342 г/моль = 0,01 моль

4. Напишем уравнение реакции:

   Сульфат алюминия реагирует с нитратом бария, образуя осадок сульфата бария и нитрат алюминия:

   \[ Al_2(SO_4)_3 + 3Ba(NO_3)_2 \rightarrow 3BaSO_4 \downarrow + 2Al(NO_3)_3 \]

5. Определим количество вещества осадка (BaSO₄):

   Из уравнения реакции видно, что из 1 моль Al₂(SO₄)₃ образуется 3 моль BaSO₄. Следовательно:

   n(BaSO₄) = 3 * n(Al₂(SO₄)₃) = 3 * 0,01 моль = 0,03 моль

6. Найдем молярную массу сульфата бария (BaSO₄):

   M(BaSO₄) = M(Ba) + M(S) + 4 * M(O) = 137 г/моль + 32 г/моль + 4 * 16 г/моль = 137 г/моль + 32 г/моль + 64 г/моль = 233 г/моль

7. Найдем массу осадка (BaSO₄):

   m(BaSO₄) = n(BaSO₄) * M(BaSO₄) = 0,03 моль * 233 г/моль = 6,99 г

Ответ: Масса образовавшегося осадка сульфата бария составляет 6,99 г.