смесь гидроксида бария и оксида бария массой 81 г с отношением числа атомов бария к числу атомов кислорода 2:3 растворили в 800 мл воды. через • полученный раствор пропустили 22,4 л углекислого газа. определите: а) количество моль гидроксида бария в смеси, б) массу конечного раствора, в) массовую долю растворенного вещества в растворе после протекания реакции. напишите уравнение реакции, приведите необходимые вычисления. ответ запишите с точностью до сотых

a) Количество моль гидроксида бария в смеси, б) массу конечного раствора, в) массовую долю растворенного вещества в растворе после протекания реакции.

Решение:

Пусть количество гидроксида бария $$Ba(OH)_2$$ - х моль, тогда количество оксида бария $$BaO$$ - у моль.

Составим систему уравнений, исходя из условия задачи:

1) По массе смеси: $$m(Ba(OH)_2) + m(BaO) = 81 \text{ г}$$.

$$M(Ba(OH)_2) = 137 + 2 \cdot (16 + 1) = 137 + 34 = 171 \text{ г/моль}$$.

$$M(BaO) = 137 + 16 = 153 \text{ г/моль}$$.

$$171x + 153y = 81$$.

2) По соотношению числа атомов бария к числу атомов кислорода: $$n(Ba) : n(O) = 2:3$$.

$$n(Ba) = x + y$$.

$$n(O) = 2x + y$$.

$$(x+y) : (2x+y) = 2:3$$.

$$3(x+y) = 2(2x+y)$$.

$$3x + 3y = 4x + 2y$$.

$$x = y$$.

Подставим x = y в первое уравнение:

$$171x + 153x = 81$$.

$$324x = 81$$.

$$x = \frac{81}{324} = 0.25 \text{ моль}$$.

Значит, $$n(Ba(OH)_2) = 0.25 \text{ моль}$$, $$n(BaO) = 0.25 \text{ моль}$$.

Реакции, протекающие при растворении смеси в воде и пропускании углекислого газа:

$$BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$$.

$$Ba(OH)_2 + CO_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O$$.

$$n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{22.4 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 1 \text{ моль}$$.

$$n(Ba(OH)_2) \text{ после растворения } BaO = 0.25 + 0.25 = 0.5 \text{ моль}$$.

Так как углекислого газа в избытке, то весь гидроксид бария прореагирует и выпадет в осадок.

$$n(BaCO_3) = 0.5 \text{ моль}$$.

$$m(BaCO_3) = n \cdot M = 0.5 \text{ моль} \cdot (137 + 12 + 3 \cdot 16) \text{ г/моль} = 0.5 \cdot 197 = 98.5 \text{ г}$$.

б) Масса конечного раствора:

$$m(\text{конечного раствора}) = m(H_2O) + m(\text{смеси}) + m(CO_2) - m(BaCO_3)$$.

$$m(H_2O) = \rho \cdot V = 1 \text{ г/мл} \cdot 800 \text{ мл} = 800 \text{ г}$$.

$$m(CO_2) = n \cdot M = 1 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 44 \text{ г}$$.

$$m(\text{конечного раствора}) = 800 + 81 + 44 - 98.5 = 826.5 \text{ г}$$.

в) Массовая доля растворенного вещества в растворе после протекания реакции:

Так как весь гидроксид бария выпал в осадок, то в растворе ничего не осталось, кроме воды.

Следовательно, массовая доля растворенного вещества равна 0.

Ответ: а) 0,25 моль, б) 826.5 г, в) 0.