4. К раствору сульфата магния массой 360 г с массовой долей соли 5 % добавили избыток раствора гидроксида бария. Полученный осадок белого цвета отфильтровали и растворили в достаточном количестве соляной кислоты. А) Составьте уравнения протекавших реакций в молекулярном, полном ионном и сокращённом ионном виде; Б) рассчитайте массу (г) полученной соли в растворе после полного протекания всех реакций.

А) В растворе сначала протекает реакция осаждения сульфата бария:

Молекулярное уравнение: \(MgSO_4+Ba(OH)_2\rightarrow BaSO_4\downarrow+Mg(OH)_2\downarrow\).

Полное ионное уравнение: \(Mg^{2+}+SO_4^{2-}+Ba^{2+}+2OH^-\rightarrow BaSO_4\downarrow+Mg(OH)_2\downarrow\).

Сокращённое ионное уравнение совпадает с полным, поскольку ионов-наблюдателей нет.

Оба осадка белые. Важно: избыток Ba(OH)₂ не позволяет считать, что осадок состоит только из BaSO₄. При добавлении соляной кислоты гидроксид магния растворяется, а BaSO₄ с HCl не реагирует:

Молекулярное уравнение: \(Mg(OH)_2+2HCl\rightarrow MgCl_2+2H_2O\).

Полное ионное уравнение: \(Mg(OH)_2+2H^++2Cl^-\rightarrow Mg^{2+}+2Cl^-+2H_2O\).

Сокращённое ионное уравнение: \(Mg(OH)_2+2H^+\rightarrow Mg^{2+}+2H_2O\).

При достаточном количестве кислоты оставшийся гидроксид бария также нейтрализуется: \(Ba(OH)_2+2HCl\rightarrow BaCl_2+2H_2O\). Сокращённое ионное уравнение: \(OH^-+H^+\rightarrow H_2O\).

Сульфат бария в соляной кислоте не растворяется: \(BaSO_4+HCl\) — реакции нет. Следовательно, в растворе после реакций находятся соли MgCl₂ и BaCl₂; их количества и общая масса зависят от количества взятых избытка Ba(OH)₂ и HCl, которые в условии не указаны.

Б) Масса исходного MgSO₄: \(360\cdot0.05=18\) г. Его количество: \(n(MgSO_4)=18/120=0.15\) моль. По уравнению реакции образуется 0,15 моль BaSO₄, то есть \(m(BaSO_4)=0.15\cdot233=34.95\) г. Этот осадок остаётся нерастворённым после добавления HCl.

Определить общую массу полученной в растворе соли (или солей) нельзя без количеств добавленных растворов Ba(OH)₂ и HCl. Указанной массы 34,95 г достаточно только для расчёта оставшегося осадка BaSO₄.