Дано: m(Ba) = 2 г m(р-ра HCl) = 400 г ω(HCl) = 20% Найти: m(BaCl₂) = ?

Краткая запись:

• Масса бария (m(Ba)): 2 г
• Масса раствора соляной кислоты (m(р-ра HCl)): 400 г
• Массовая доля HCl (ω(HCl)): 20%
• Найти: Масса хлорида бария (m(BaCl₂)) — ?

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Рассчитаем массу чистого HCl в растворе.
   \( m(HCl) = m(р-ра HCl) · ω(HCl) \)
   \( m(HCl) = 400 г · 0.20 = 80 г \)
2. Шаг 2: Запишем уравнение реакции взаимодействия бария с соляной кислотой:
   \( Ba + 2HCl → BaCl_2 + H_2 \)
3. Шаг 3: Рассчитаем молярные массы веществ:
   M(Ba) = 137.33 г/моль
   M(HCl) = 1.01 + 35.45 = 36.46 г/моль
   M(BaCl₂) = 137.33 + 2 · 35.45 = 137.33 + 70.90 = 208.23 г/моль
4. Шаг 4: Определим, какое количество молей HCl содержится в 80 г.
   \( n(HCl) =  m(HCl) : M(HCl) \)
   \( n(HCl) = 80 г : 36.46 г/моль ≈ 2.19 моль \)
5. Шаг 5: По уравнению реакции, из 2 моль HCl образуется 1 моль BaCl₂. Рассчитаем, сколько молей BaCl₂ образуется из 2.19 моль HCl.
   \( n(BaCl_2) = n(HCl) : 2 \)
   \( n(BaCl_2) = 2.19 моль : 2 ≈ 1.10 моль \)
6. Шаг 6: Рассчитаем массу образовавшегося BaCl₂.
   \( m(BaCl_2) = n(BaCl_2) · M(BaCl_2) \)
   \( m(BaCl_2) = 1.10 моль · 208.23 г/моль ≈ 229.05 г \)
7. Шаг 7: Проверим, хватит ли имеющегося бария (2 г) для реакции с 80 г HCl.
   По уравнению реакции, 1 моль Ba (137.33 г) реагирует с 2 моль HCl (72.92 г).
   Из 2 г Ba образуется:
   \( m(HCl) = (2 г Ba · 72.92 г HCl) : 137.33 г Ba ≈ 1.06 г HCl \)
   Так как имеющегося HCl (80 г) гораздо больше, чем необходимо для реакции с 2 г Ba (1.06 г), то барий является лимитирующим реагентом.
8. Шаг 8: Пересчитываем массу BaCl₂ исходя из лимитирующего реагента (Ba).
   Из 1 моль Ba (137.33 г) образуется 1 моль BaCl₂ (208.23 г).
   \( m(BaCl_2) = (2 г Ba · 208.23 г BaCl_2) : 137.33 г Ba ≈ 3.04 г \)

Ответ: 3.04 г