Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 7056
i

При раз­ло­же­нии об­раз­ца кар­бо­на­та бария вы­де­лил­ся газ объ­е­мом 4,48  л (в пе­ре­сче­те на н. у.). Масса остат­ка со­ста­ви­ла 50  г. После этого оста­ток по­ме­сти­ли в 100  мл воды и до­ба­ви­ли 200  г 20%-⁠го рас­тво­ра суль­фа­та на­трия. Опре­де­ли­те мас­со­вую долю гид­рок­си­да на­трия в об­ра­зо­вав­шем­ся рас­тво­ре. В от­ве­те на­пи­ши­те урав­не­ния ре­ак­ций, ко­то­рые ука­за­ны в усло­вии за­да­чи, и при­ве­ди­те все не­об­хо­ди­мые вы­чис­ле­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При раз­ло­же­нии кар­бо­на­та бария  — соли сла­бой уголь­ной кис­ло­ты об­ра­зу­ет­ся оксид бария и вы­де­ля­ет­ся уг­ле­кис­лый газ:

BaCO$_3$ = BaO плюс CO$_2$$\uparrow$ левая круг­лая скоб­ка на­гре­ва­ние пра­вая круг­лая скоб­ка .

Кар­бо­нат бария в воде не рас­тво­ря­ет­ся. При вза­и­мо­дей­ствии ок­си­да ще­лоч­но-⁠зе­мель­но­го ме­тал­ла с водой об­ра­зу­ет­ся ще­лочь:

\ChemFormBaO плюс H_2O = Ba левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _2.

С суль­фа­том на­трия вза­и­мо­дей­ству­ет толь­ко гид­рок­сид бария:

\ChemFormBa левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _2 плюс Na_2SO_4 = BaSO_4\downarrow плюс 2NaOH.

Вы­чис­лим ко­ли­че­ство уг­ле­кис­ло­го газа, вы­де­лив­ше­го­ся при про­ка­ли­ва­нии кар­бо­на­та бария: \nu$ левая круг­лая скоб­ка CO$_2$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль. Сле­до­ва­тель­но, в ре­зуль­та­те ре­ак­ции раз­ло­же­ния кар­бо­на­та бария об­ра­зо­ва­лось 0,2 моль ок­си­да бария и про­ре­а­ги­ро­ва­ло также 0,2 моль кар­бо­на­та бария.

 

Вы­чис­лим массу об­ра­зо­вав­ше­го­ся ок­си­да бария, вза­и­мо­дей­ству­ю­ще­го с водой:

m левая круг­лая скоб­ка BaO пра­вая круг­лая скоб­ка = 153 г/моль умно­жить на $ 0,2 моль = 30,6 г.

Тогда масса остав­ше­го­ся кар­бо­на­та бария равна:

m ост. левая круг­лая скоб­ка BaCO$_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 50 г минус 30,6 г = 19,4 г.

Плот­ность воды при н. у. \rho$ левая круг­лая скоб­ка H_2$O пра­вая круг­лая скоб­ка = 1г/см в кубе $, сле­до­ва­тель­но, ее масса в 100 мл равна 100  г.

По урав­не­ни­ям ре­ак­ций \ChemForm\nu левая круг­лая скоб­ка BaO пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu левая круг­лая скоб­ка Ba левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _2 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu левая круг­лая скоб­ка BaSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка . Сле­до­ва­тель­но, $\nu$ левая круг­лая скоб­ка Ba левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка $_2$ пра­вая круг­лая скоб­ка = $\nu$ левая круг­лая скоб­ка BaSO$_4$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,2 моль.

 

Вы­чис­лим массу и ко­ли­че­ство суль­фа­та на­трия, вза­и­мо­дей­ству­ю­ще­го с ще­ло­чью:

m левая круг­лая скоб­ка Na$_2$SO$_4$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 200 г умно­жить на $ 0,2 = 40 г;

 

$\nu$ левая круг­лая скоб­ка Na$_2$SO$_4$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 40 г/142 г/моль \approx$ 0,282 моль.

По­сколь­ку по урав­не­нию ре­ак­ции ще­лочь и суль­фат на­трия ре­а­ги­ру­ют в эк­ви­мо­ляр­ных ко­ли­че­ствах, то в из­быт­ке ко­ли­че­ство ве­ще­ства суль­фа­та на­трия:

$\nu$ левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка = 2$\nu$ левая круг­лая скоб­ка Ba левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка $_2$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,2 моль умно­жить на $ 2 = 0,4 моль;

 

m левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка = 40 г/моль умно­жить на $ 0,4 моль = 16 г.

В ре­зуль­та­те об­мен­ной ре­ак­ции между гид­рок­си­дом бария и суль­фа­том на­трия в оса­док вы­па­да­ет суль­фат бария, по­это­му не­об­хо­ди­мо учесть его массу при рас­че­тах массы рас­тво­ра:

\nu$ левая круг­лая скоб­ка BaSO_4$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,2 моль;

 

m левая круг­лая скоб­ка BaSO_4$ пра­вая круг­лая скоб­ка = 233 г/моль умно­жить на $ 0,2 моль = 46,6 г.

Вы­чис­лим массу об­ра­зо­вав­ше­го­ся рас­тво­ра с уче­том того, что суль­фат бария в воде не рас­тво­рим, по­это­му не вно­сит вклад в массу этого рас­тво­ра:

m левая круг­лая скоб­ка р минус ра пра­вая круг­лая скоб­ка = 30,6 г плюс 100 г плюс 200 г минус 46,6 г = 284 г.

Опре­де­лим мас­со­вую долю гид­рок­си­да на­трия в об­ра­зо­вав­шем­ся рас­тво­ре:

\omega$ левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка = 16 г/284 г умно­жить на $ 100\% = 5,63\%.

Ответ: 5,63%.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный, со­дер­жит все на­зван­ные выше эле­мен­ты4
В от­ве­те до­пу­ще­на ошиб­ка в одном из на­зван­ных выше эле­мен­тов3
В от­ве­те до­пу­ще­на ошиб­ка в двух из на­зван­ных выше эле­мен­тов2
В от­ве­те до­пу­ще­на ошиб­ка в трех из на­зван­ных выше эле­мен­тов1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: За­да­ния 33 (С4). Сер­гей Ши­ро­ко­по­яс: Химия — под­го­тов­ка к ЕГЭ 2016
Раздел кодификатора ФИПИ: 5.7 Расчёты с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­ня­тий «мас­со­вая доля», «мо­ляр­ная кон­цен­тра­ция», «рас­тво­ри­мость»
Динара Айдосова 19.01.2017 15:31

Зачем вы на­хо­ди­ли массу BaCO3 ели это дан­ное потом не при­го­ди­лось?

Антон Голышев

"Вы­чис­лим массу об­ра­зо­вав­ше­го­ся рас­тво­ра с уче­том того, что кар­бо­нат бария в воде не рас­тво­рим, по­это­му не вно­сит вклад в массу этого рас­тво­ра".

Хотя вы правы, можно было и не счи­тать.