Как решить задачку по химии? Через 574 г 20%-ного раствора нитрата серебра пропустили 12,32 л хлороводорода. Вычислите массу 25%-ного раствора хлорида бария, который нужно добавить к раствору для полного осаждения ионов серебра

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько этапов.

Определение количества AgNO₃ в растворе:
20% раствор нитрата серебра (AgNO₃) содержит 20 г AgNO₃ на 100 г раствора. Найдем массу AgNO₃ в 574 г раствора:

[
m_{\text{AgNO}_3} = 574 \, \text{г} \times 0.20 = 114.8 \, \text{г}
]

Определение количества серебра (Ag):
Рассчитаем количество ионов серебра (Ag⁺), которая содержится в 114.8 г AgNO₃. Сначала найдем молекулярную массу AgNO₃:

Ag: 107.87 г/мольN: 14.01 г/мольO₃: 3 × 16.00 г/моль = 48.00 г/мольМолярная масса AgNO₃ = 107.87 + 14.01 + 48.00 = 169.88 г/моль

Теперь определим количество молей AgNO₃ в 114.8 г:

[
n_{\text{AgNO}_3} = \frac{114.8 \, \text{г}}{169.88 \, \text{г/моль}} \approx 0.676 \, \text{моль}
]

Поскольку в одном моле AgNO₃ содержится один моль ионов Ag⁺, количество ионов Ag⁺ также составляет 0.676 моль.

Определение количества хлороводорода (HCl):
Из условия нам дано, что к раствору пропустили 12.32 л HCl. Теперь нам нужно выяснить, сколько моль HCl это составляет. Молярный объем газа при обычных условиях (0 °C и 1 атм) приблизительно равен 22.4 л/моль. Таким образом, количество HCl:

[
n_{\text{HCl}} = \frac{12.32 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.55 \, \text{моль}
]

Реакция между Ag⁺ и HCl:

[
\text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl}
]

Отсюда видно, что 1 моль Ag⁺ реагирует с 1 моль Cl⁻. Таким образом, 0.55 моль HCl обеспечит 0.55 моль Cl⁻.

Определение остатка Ag⁺:
У нас есть 0.676 моля Ag⁺, но только 0.55 моля Cl⁻. Таким образом, после реакции останется:

[
0.676 - 0.55 = 0.126 \, \text{моль Ag}^+
]

Осаждение ионов серебра с помощью хлорида бария (BaCl₂):
Для полного осаждения ионов серебра нам потребуется хлорид бария. Реакция выглядит следующим образом:

[
\text{BaCl}_2 + 2 \, \text{Ag}^+ \rightarrow \text{Ba}^{2+} + 2 \, \text{AgCl}
]

Поскольку на 1 моль BaCl₂ нужно 2 моль Ag⁺, найдем количество моль BaCl₂, необходимое для осаждения 0.126 моль Ag⁺:

[
n_{\text{BaCl}_2} = \frac{0.126}{2} = 0.063 \, \text{моль}
]

Определение массы BaCl₂:
Молярная масса BaCl₂ (с учетом атомных масс Ba и Cl):

Ba: 137.33 г/мольCl₂: 2 × 35.45 г/моль = 70.90 г/мольМолярная масса BaCl₂ = 137.33 + 70.90 = 208.23 г/моль

Теперь найдем массу BaCl₂:

[
m_{\text{BaCl}2} = n{\text{BaCl}2} \times M{\text{BaCl}_2} = 0.063 \, \text{моль} \times 208.23 \, \text{г/моль} \approx 13.13 \, \text{г}
]

Масса 25%-ного раствора BaCl₂:
Поскольку мы хотим узнать массу 25%-ного раствора, используя соотношение:

[
\text{Масса раствора} = \frac{\text{Масса растворённого вещества}}{\text{Процент раствора}}
]

В нашем случае:

[
m_{\text{раствора}} = \frac{13.13 \, \text{г}}{0.25} \approx 52.52 \, \text{г}
]

Следовательно, нужно добавить примерно 52.52 г 25%-ного раствора хлорида бария для полного осаждения ионов серебра.