Решение Задачи: Расчет Массы Осадка в Химической Реакции

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику, с использованием MathJax для формул и без Markdown. Расчеты по уравнениям реакций, если одно из реагирующих веществ дано в избытке Алгоритм решения задач Пример: рассчитайте массу осадка, которая образуется при сливании растворов, один из которых содержит 100 гр. нитрата бария, а второй 130 гр. сульфата калия. Решение: 1) Записываем уравнение реакции, расставляем коэффициенты. \[\text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow + 2\text{KNO}_3\] 2) Над уравнением реакции проставляем данные из условий задачи. \[\begin{array}{cccc} 100 \text{ г.} & 130 \text{ г.} & x \text{ г.} & \\ \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 & + \text{K}_2\text{SO}_4 & \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow & + 2\text{KNO}_3 \\ 261 \text{ г/моль} & 174 \text{ г/моль} & 233 \text{ г/моль} & \end{array}\] (Примечание: в исходном изображении указана молярная масса нитрата бария как 213 г/моль, но правильная молярная масса Ba(NO3)2 составляет 261 г/моль. Я исправил это в решении.) 3) Определяем, какое из веществ находится в избытке. Для этого рассчитаем количество вещества каждого реагента. Молярная масса нитрата бария \(M(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2) = 137 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 137 + 2 \cdot (14 + 48) = 137 + 2 \cdot 62 = 137 + 124 = 261 \text{ г/моль}\). Молярная масса сульфата калия \(M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 39 + 32 + 4 \cdot 16 = 78 + 32 + 64 = 174 \text{ г/моль}\). Количество вещества нитрата бария: \[n(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2) = \frac{m(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2)}{M(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2)} = \frac{100 \text{ г}}{261 \text{ г/моль}} \approx 0.383 \text{ моль}\] Количество вещества сульфата калия: \[n(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{K}_2\text{SO}_4)}{M(\text{K}_2\text{SO}_4)} = \frac{130 \text{ г}}{174 \text{ г/моль}} \approx 0.747 \text{ моль}\] Согласно уравнению реакции, нитрат бария и сульфат калия реагируют в мольном соотношении 1:1. Для реакции с 0.383 моль \(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\) потребуется 0.383 моль \(\text{K}_2\text{SO}_4\). У нас есть 0.747 моль \(\text{K}_2\text{SO}_4\), что больше, чем 0.383 моль. Значит, сульфат калия \(\text{K}_2\text{SO}_4\) находится в избытке, а нитрат бария \(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\) – в недостатке. Расчеты будем вести по недостатку. 4) Рассчитываем массу осадка (\(\text{BaSO}_4\)) по веществу, находящемуся в недостатке (\(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\)). Молярная масса сульфата бария \(M(\text{BaSO}_4) = 137 + 32 + 4 \cdot 16 = 137 + 32 + 64 = 233 \text{ г/моль}\). Из уравнения реакции видно, что 1 моль \(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\) образует 1 моль \(\text{BaSO}_4\). Следовательно, 0.383 моль \(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\) образует 0.383 моль \(\text{BaSO}_4\). Масса осадка \(\text{BaSO}_4\): \[m(\text{BaSO}_4) = n(\text{BaSO}_4) \cdot M(\text{BaSO}_4) = 0.383 \text{ моль} \cdot 233 \text{ г/моль} \approx 89.279 \text{ г}\] Округлим до одного знака после запятой: \[m(\text{BaSO}_4) \approx 89.3 \text{ г}\] Ответ: Масса осадка, которая образуется, составляет примерно 89.3 г.