Какова массовая доля сульфата аммония в смеси, если навеска смеси сульфата и карбоната аммония растворена в воде, добавлен избыток хлорида бария, и масса выпавшего осадка составила 21,5 г? Также, если ту же навеску обработать избытком соляной кислоты и выделяется 1,12 л газа, как это влияет на расчет? Ответ дайте в процентах, округлив до десятых.

Химия 11 класс Тематика: Химические реакции и расчеты в химии массовая доля сульфата аммония смесь сульфата карбоната растворение в воде избыток хлорида бария масса осадка обработка соляной кислотой выделение газа расчет в процентах округление до десятых Новый

Чтобы определить массовую долю сульфата аммония в смеси, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Определение реакции с хлоридом бария

Когда мы добавляем избыток хлорида бария (BaCl2) к раствору, содержащему сульфат аммония (NH4)2SO4 и карбонат аммония (NH4)2CO3, происходит осаждение сульфата бария (BaSO4). Реакция выглядит следующим образом:

• (NH4)2SO4 + BaCl2 → BaSO4 (осадок) + 2NH4Cl

Из уравнения видно, что 1 моль сульфата аммония дает 1 моль сульфата бария. Молярная масса BaSO4 составляет:

• Ba: 137 г/моль
• S: 32 г/моль
• O4: 4 * 16 г/моль = 64 г/моль
• Итого: 137 + 32 + 64 = 233 г/моль

Шаг 2: Определение количества сульфата бария

Теперь, зная массу выпавшего осадка (21,5 г), мы можем найти количество моль BaSO4:

• n(BaSO4) = масса / молярная масса = 21,5 г / 233 г/моль ≈ 0,092 моль

Так как 1 моль (NH4)2SO4 дает 1 моль BaSO4, то количество моль сульфата аммония также равно 0,092 моль.

Шаг 3: Определение массы сульфата аммония

Теперь найдем массу сульфата аммония:

• Молярная масса (NH4)2SO4:
• N: 2 * 14 г/моль = 28 г/моль
• H: 8 * 1 г/моль = 8 г/моль
• S: 32 г/моль
• O4: 4 * 16 г/моль = 64 г/моль
• Итого: 28 + 8 + 32 + 64 = 132 г/моль

Теперь можем найти массу сульфата аммония:

• m((NH4)2SO4) = n * молярная масса = 0,092 моль * 132 г/моль ≈ 12,144 г

Шаг 4: Определение массовой доли сульфата аммония

Теперь нам нужно знать общую массу смеси, чтобы вычислить массовую долю сульфата аммония. Предположим, что в смеси только сульфат и карбонат аммония. Молярная масса карбоната аммония (NH4)2CO3 составляет:

• (NH4)2CO3: N: 2 * 14 = 28 г/моль, H: 8 * 1 = 8 г/моль, C: 12 г/моль, O3: 3 * 16 = 48 г/моль
• Итого: 28 + 8 + 12 + 48 = 96 г/моль

С учетом того, что у нас есть 0,092 моль сульфата аммония, мы можем выразить массу смеси, если известна массовая доля карбоната аммония. Однако, без этой информации, мы не можем точно рассчитать общую массу смеси.

Шаг 5: Влияние реакции с соляной кислотой

При обработке смеси избытком соляной кислоты выделяется газ, который представляет собой аммиак (NH3). Реакция с карбонатом аммония выглядит следующим образом:

• (NH4)2CO3 + 2HCl → 2NH4Cl + CO2 + H2O

Объем выделившегося газа (1,12 л) можно использовать для определения количества моль CO2:

• n(CO2) = V / Vm = 1,12 л / 22,4 л/моль ≈ 0,050 моль

Это означает, что в смеси также присутствует карбонат аммония, который реагировал с соляной кислотой. Однако, для точного расчета массовой доли сульфата аммония нам нужно знать, сколько карбоната было в начале.

Заключение

Итак, чтобы точно ответить на вопрос о массовой доле сульфата аммония в смеси, нам нужно больше информации о начальной навеске или массовой доле карбоната аммония. Если у нас есть эта информация, мы можем рассчитать массовую долю сульфата аммония как:

• массовая доля = (масса сульфата аммония / общая масса смеси) * 100%

В противном случае, мы можем только указать массу сульфата аммония, что составляет примерно 12,1 г.