Задание №73486 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] SO₃ + H₂O → H₂SO₄
[2] H₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2H₂O
[3] SO_{3(олеум)} + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
[4] H₂SO_{4(олеум)} + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O 

2. Найдем число моль серной кислоты в растворе:
V_р-ра H₂SO₄ = 625 мл = 0,625 л
n H₂SO₄ = V_р-ра H₂SO₄ ∙ C H₂SO₄ = 0,625 ∙ 0,8 = 0,5 моль 

3. Найдем число моль сульфата бария, выпавшего в осадок:
n BaSO₄ = m BaSO₄ / M BaSO₄ = 209,7 / 233 = 0,9 моль 

4. Найдем число моль оксида серы(VI) в составе олеума. Для этого составим и решим уравнение:
Пусть n SO₃ = x моль, тогда m SO₃ = n SO₃ ∙ M SO₃ = 80x г
m H₂SO_{4(олеум)} = m_олеума – m SO₃ = (37,4 – 80x) г
n H₂SO_{4(олеум)} = m H₂SO_{4(олеум)} / M H₂SO₄ = (37,4 – 80x) / 98 моль 

В реакции №1 образовалось n₁ H₂SO₄ = n SO₃ = x моль. Так как по условию гидроксид бария в реакции №2 находится в избытке, значит, число моль считается по серной кислоте:
n BaSO₄ = n_{прореаг.} H₂SO₄ = 0,9 моль
n_{прореаг.} H₂SO₄ = n H₂SO₄ + n₁ H₂SO₄ + n H₂SO_{4(олеум)} = 0,5 + x + (37,4 – 80x) / 98 = 0,9 

x = 0,1; n SO₃ = 0,1 моль 

5. Найдем число моль серной кислоты в олеуме:
n H₂SO_{4(олеум)} = (37,4 – 80 ∙ 0,1) / 98 = 0,3 моль 

6. Найдем массу сульфата натрия, образовавшегося в реакциях №3 и №4:
n₃ Na₂SO₄ = n SO₃ = 0,1 моль
n₄ Na₂SO₄ = n H₂SO_{4(олеум)} = 0,3 моль
n Na₂SO₄ = n₃ Na₂SO₄ + n₄ Na₂SO₄ = 0,1 + 0,3 = 0,4 моль
m Na₂SO₄ = n Na₂SO₄ ∙ M Na₂SO₄ = 0,4 ∙ 142 = 56,8 г 

7. Найдем массу раствора:
m_р-ра = m_р-ра NaOH + m_олеума = 400 + 37,4 = 437,4 г 

8. Найдем массовую долю сульфата натрия в растворе:
ω Na₂SO₄ = m Na₂SO₄ / m_р-ра = 56,8 / 437,4 = 0,13 → 13% 

Ответ: ω Na₂SO₄ = 13%

Источник: Сборник Добротина Д. Ю.