Банк заданий
Химия
Задание 25198

Задание №25198 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Твердый хлорид бария растворили в воде. Полученный раствор разлили по двум колбам. Через раствор в первой колбе пропускали электрический ток до тех пор, пока на катоде не выделилось 11,2 л (н.у.) газа, масса итогового раствора в первой колбе составила 391,48 г. Ко второй колбе добавили необходимое для полного осаждения хлорид-анионов количество насыщенного раствора нитрата серебра(I). При этом образовалось 500 г 23,49%-го раствора нитрата бария. Вычислите массовую долю хлорида бария в конечном растворе в первой колбе, если растворимость нитрата серебра(I) составляет 65 г соли на 100 г воды.

В ответ запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

1. По условию протекают реакции:
Формула

2. Найдем число моль нитрата бария в растворе:
m Ba(NO₃)₂ = m_р-ра Ba(NO₃)₂ · ⍵ Ba(NO₃)₂ = 500 · 0,2349 = 117,45 г
n Ba(NO₃)₂ = m Ba(NO₃)₂ / Ba(NO₃)₂ = 117,45 / 261 = 0,45 моль

3. Найдем массу хлорида серебра(I), выпавшего в осадок во второй реакции:
n AgCl = 2n Ba(NO₃)₂ = 2 · 0,45 = 0,9 моль
m AgCl = n AgCl · M AgCl = 0,9 · 143,5 = 129,15 г

4. Найдем массу хлорида бария во второй колбе:
n₂ BaCl₂ = n Ba(NO₃)₂ = 0,45 моль
m₂ BaCl₂ = n₂ BaCl₂ · M BaCl₂ = 0,45 · 208 = 93,6 г

5. Найдем массу нитрата серебра(I):
n AgNO₃ = 2n Ba(NO₃)₂ = 2 · 0,45 = 0,9 моль
m AgNO₃ = n AgNO₃ · M AgNO₃ = 0,9 · 170 = 153 г

6. Найдем массу воды в растворе нитрата серебра(I):

Пусть m H₂O = x г, тогда

65 / 153 = 100 / x

x = 235,385; m H₂O = 235,385 г

7. Найдем массу раствора нитрата серебра(I):
m_р-ра AgNO₃ = m AgNO₃ + m H₂O = 153 + 235,385 = 388,385 г

8. Найдем массу исходного раствора хлорида бария во второй колбе:
m_р-ра Ba(NO₃)₂ = m_р-ра BaCl₂ + m_р-ра AgNO₃ – m AgCl
m₂ _{исх. р-ра} BaCl₂ = m_р-ра Ba(NO₃)₂ + m AgCl – m_р-ра AgNO₃ = 500 + 129,15 – 388,385 = 240,765 г

9. Найдем массовую долю хлорида бария в исходном растворе второй колбы:
⍵₂ BaCl₂ = m₂ BaCl₂ / m_{2 исх. р-ра} BaCl₂ = 93,6 / 240,765 = 0,3888

10. Исходные массовые доли во всех колбах равны, поэтому
⍵₁ BaCl₂ = ⍵₂ BaCl₂ = 0,3888

11. Найдем массу водорода, выделившегося на катоде:
n H₂ = V H₂ / V_m = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль
m H₂ = n H2 · M H₂ = 0,5 · 2 = 1 г

12. Найдем массу хлора, выделившегося на аноде:
n Cl₂ = n H₂ = 0,5 моль
m Cl₂ = n Cl₂ · M Cl₂ = 0,5 · 71 = 35,5 г

13. Найдем исходную массу раствора хлорида бария в первой колбе:
m_{1конечн. р-ра} = m_{1исх. р-ра} BaCl₂ – m H₂ – m Cl₂
m_{1исх. р-ра} BaCl₂ = m_{1конечн. р-ра} + m H₂ + m Cl₂ = 391,48 + 35,5 + 1 = 427,98 г

14. Найдем число моль хлорида бария в исходном растворе в первой колбе:
m₁ BaCl₂ = m_{1исх. р-ра} BaCl₂ · ⍵₁ BaCl₂ = 427,98 · 0,3888 = 166,4 г
n₁ BaCl₂ = m₁ BaCl₂ / M BaCl₂ = 166,4 / 208 = 0,8 моль

15. Найдем число моль хлорида бария, прореагировавшего в первой реакции:
n_{1прореаг.} BaCl₂ = n H₂ = 0,5 моль

16. Найдем оставшиеся число моль и массу хлорида бария в первой реакции:
n_1ост. BaCl₂ = n₁ BaCl₂ – n_{1прореаг.} BaCl₂ = 0,8 – 0,5 = 0,3 моль
m_1ост. BaCl₂ = n_1ост. BaCl₂ · M BaCl₂ = 0,3 · 208 = 62,4 г

17. Найдем массовую долю хлорида бария в конечном растворе в первой колбе:
⍵_{1в конечн. р-ре} BaCl₂ = m_1ост. BaCl₂ / m_{1конечн. р-ра} = 62,4 / 391,48 = 0,1594 → 15,94%

Ответ: ⍵_{1в конечн. р-ре} BaCl₂ = 15,94%

Источник: NeoFamily