При взаимодействии раствора серной кислоты массой 32 г с избытком раствора нитрата бария выделился нерастворимый в воде и кислотах осадок массой 11,4 г. Определите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

Дано:

m(раствора H₂SO₄) = 32 г

m(BaSO₄) = 11,4 г

Найти:

ω(H₂SO₄) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия серной кислоты и нитрата бария:

$$H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4 + 2HNO_3$$

2. Найдем количество вещества выпавшего осадка BaSO₄:

$$M(BaSO_4) = 137 + 32 + 4 \cdot 16 = 233 \ г/моль$$

$$n(BaSO_4) = \frac{m(BaSO_4)}{M(BaSO_4)} = \frac{11.4 \ г}{233 \ г/моль} ≈ 0,0489 \ моль$$

3. Определим количество вещества H₂SO₄, вступившего в реакцию. Из уравнения реакции следует, что n(H₂SO₄) = n(BaSO₄):

$$n(H_2SO_4) = 0,0489 \ моль$$

4. Найдем массу серной кислоты:

$$M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \ г/моль$$

$$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0,0489 \ моль \cdot 98 \ г/моль ≈ 4,79 \ г$$

5. Рассчитаем массовую долю серной кислоты в исходном растворе:

$$ω(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m(раствора)} \cdot 100\% = \frac{4,79 \ г}{32 \ г} \cdot 100\% ≈ 14,97\%$$

Ответ: 14,97%