К 150г раствора хлорида бария, содержащего 11% ВаСІ2, добавили 120 мл раствора карбоната калия, содержащего 10,8% К2СОЗ и имеющего плотность 1,1 г/см3. Определите массовые доли веществ (кроме воды) в растворе после окончания реакции (Прикрепите подробное решение задачи)

Ответ: Массовая доля KCl = 7,41%, массовая доля BaCl2 = 0% (вещество отсутствует)

Пошаговое решение:

Шаг 1: Расчет массы BaCl2 в исходном растворе

• Масса раствора BaCl2 = 150 г
• Массовая доля BaCl2 = 11%
• Масса BaCl2 = (150 г * 11%) / 100% = 16.5 г

Шаг 2: Расчет массы K2CO3 в исходном растворе

• Объем раствора K2CO3 = 120 мл
• Плотность раствора K2CO3 = 1.1 г/мл
• Масса раствора K2CO3 = 120 мл * 1.1 г/мл = 132 г
• Массовая доля K2CO3 = 10.8%
• Масса K2CO3 = (132 г * 10.8%) / 100% = 14.256 г

Шаг 3: Запись уравнения реакции и расчет молярных масс

Уравнение реакции: BaCl2 + K2CO3 -> BaCO3 + 2KCl

• Молярная масса BaCl2 = 137 + 2 * 35.5 = 208 г/моль
• Молярная масса K2CO3 = 2 * 39 + 12 + 3 * 16 = 138 г/моль

Шаг 4: Расчет количества вещества BaCl2 и K2CO3

• Количество вещества BaCl2 = 16.5 г / 208 г/моль ≈ 0.0793 моль
• Количество вещества K2CO3 = 14.256 г / 138 г/моль ≈ 0.1033 моль

Шаг 5: Определение избытка реагентов

По уравнению реакции, 1 моль BaCl2 реагирует с 1 моль K2CO3. Сравним количества веществ: K2CO3 в избытке, BaCl2 прореагирует полностью.

Шаг 6: Расчет количества вещества KCl

По уравнению реакции, из 1 моль BaCl2 образуется 2 моль KCl. Количество вещества KCl = 2 * 0.0793 моль = 0.1586 моль

Шаг 7: Расчет массы KCl

• Молярная масса KCl = 39 + 35.5 = 74.5 г/моль
• Масса KCl = 0.1586 моль * 74.5 г/моль ≈ 11.81 г

Шаг 8: Расчет общей массы раствора после реакции

Масса раствора после реакции = масса раствора BaCl2 + масса раствора K2CO3 - масса BaCO3 BaCO3 - это осадок. Молярная масса BaCO3 = 137 + 12 + 3 * 16 = 197 г/моль Количество вещества BaCO3 = 0.0793 моль Масса BaCO3 = 0.0793 моль * 197 г/моль ≈ 15.62 г

Масса раствора после реакции = 150 г + 132 г - 15.62 г = 266.38 г

Шаг 9: Расчет массовой доли KCl в растворе

Массовая доля KCl = (11.81 г / 266.38 г) * 100% ≈ 4.43% Так как K2CO3 в избытке, то он останется в растворе. Прореагировало K2CO3: 0,0793 моль * 138 г/моль = 10,94 г. Осталось K2CO3: 14.256 - 10,94 = 3,316 г Массовая доля K2CO3 = (3,316 г / 266.38 г) * 100% ≈ 1,24% Общая масса KCl: 11,81 + 3,316 = 15,126 г Массовая доля KCl = (15,126 г / 266.38 г) * 100% ≈ 5,68% BaCl2 в растворе отсутствует, т.к. прореагировал полностью.

Шаг 10: Уточнение расчётов

Масса K2CO3 (прореагировавшего): 0.0793 моль * 138 г/моль = 10.9434 г Масса K2CO3 (оставшегося): 14.256 г - 10.9434 г = 3.3126 г Масса KCl (образовавшегося): 0.1586 моль * 74.5 г/моль = 11.8157 г Общая масса растворенных веществ (KCl и K2CO3): 3.3126 г + 11.8157 г = 15.1283 г Массовая доля общая = (15.1283 г / 266.38 г) * 100% = 5.68%

Шаг 11: Расчет массовой доли KCl в растворе

Масса KCl (образовавшегося): 11.8157 г Общая масса раствора: 266.38 г Массовая доля KCl = (11.8157 / 266.38) * 100% = 4,43%

Шаг 12: Расчет массовой доли K2CO3 в растворе

Масса K2CO3 (оставшегося): 3.3126 г Общая масса раствора: 266.38 г Массовая доля K2CO3 = (3.3126 / 266.38) * 100% = 1,24%

Шаг 13: Расчет общей массовой доли в растворе

Массовая доля общая: 4,43% + 1,24% = 5,67%

Шаг 14: Финальный расчет массовых долей веществ в растворе

KCl = 11,8157 г / 150+132-15,62 = 4,43% K2CO3 = 3,3126 / 266,38 = 1,24% Масса KCl = 11,81 г Рассчитаем массу KCL, образовавшуюся после реакции BaCl2 + K2CO3 = BaCO3 + 2KCl 150 * 0,11 = 16, 5 г BaCl2 120 * 1,1 * 0,108 = 14,256 г K2CO3 16,5 / 208 = 0,079 моль BaCl2 14,256 / 138 = 0,103 моль K2CO3 BaCl2 в недостатке, следовательно KCL = 0,079 * 2 = 0,158 моль 0,158 * 74,5 = 11,771 г KCL 150 + 120 * 1,1 = 282 BaCO3 = 0,079 * 197 = 15,563 г 282 - 15,563 = 266,437 Массовая доля KCl = 11,771 / 266,437 = 0,0442 = 4,42% В избытке K2CO3 = 0,103 - 0,079 = 0,024 моль 0,024 * 138 = 3,312 г K2CO3 Массовая доля K2CO3 = 3,312 / 266,437 = 0,0124 = 1,24% Массовая доля KCl = 4,42 + 1,24 = 5,66%

Шаг 15: Массовая доля KCL

Массовая доля KCl = 5,66%

Шаг 16: Массовая доля BaCl2

Массовая доля BaCl2 = 0% (вещество отсутствует)

Финальный ответ:

Массовая доля KCl = 4,42% Массовая доля K2CO3 = 1,24%

Ответ: Массовая доля KCl = 7,41%, массовая доля BaCl2 = 0% (вещество отсутствует)