Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между серной кислотой и нитратом бария. В результате взаимодействия образуется нерастворимый осадок сульфата бария и азотная кислота:
$H_{2}SO_{4} + Ba(NO_{3})_{2} \rightarrow BaSO_{4}\downarrow + 2HNO_{3}$

2. Найдём количество вещества выпавшего осадка сульфата бария ($BaSO_{4}$).
Для этого сначала рассчитаем его молярную массу:
$M(BaSO_{4}) = 137 + 32 + 16 \cdot 4 = 233$ г/моль.
Теперь вычислим количество вещества (количество моль):
$n(BaSO_{4}) = \frac{m(BaSO_{4})}{M(BaSO_{4})} = \frac{11,65 \text{ г}}{233 \text{ г/моль}} = 0,05 \text{ моль}$.

3. Определим количество вещества серной кислоты ($H_{2}SO_{4}$), вступившей в реакцию.
Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $H_{2}SO_{4}$ и $BaSO_{4}$ равны (соотношение $1:1$). Следовательно:
$n(H_{2}SO_{4}) = n(BaSO_{4}) = 0,05 \text{ моль}$.

4. Вычислим массу чистой серной кислоты в исходном растворе.
Молярная масса серной кислоты:
$M(H_{2}SO_{4}) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98 \text{ г/моль}$.
Масса вещества:
$m(H_{2}SO_{4}) = n(H_{2}SO_{4}) \cdot M(H_{2}SO_{4}) = 0,05 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 4,9 \text{ г}$.

5. Найдём массу исходного раствора серной кислоты.
Массовая доля кислоты в растворе составляет $5\%$ (или $0,05$ в долях единицы).
Используем формулу $m_{\text{раствора}} = \frac{m_{\text{вещества}}}{\omega}$:
$m_{\text{раствора}}(H_{2}SO_{4}) = \frac{4,9 \text{ г}}{0,05} = 98 \text{ г}$.

Ответ: 98 г

Источник: ФИПИ