Химия
8 класс
Вопрос
Смесь, состоящую из $NaHSO_{4}, Na_{2}SO_{4}, NaCl$, нагрели. При этом выделился газ, который пропустили через избыток раствора нитрата серебра. Выпал осадок массой 14,35 г. Сухой остаток после прокаливания растворили в воде. Раствор имел нейтральную среду, и при добавлении к нему небольших порций $AgNO_{3}$ осадок не образовывался. Затем к раствору добавили избыток раствора хлорида бария. Выпал осадок массой 46,6 г. Определите массу солей в исходной смеси.
Ответ
При нагревании смеси протекает реакция по уравнению
$NaHSO_{4} + NaCl \rightarrow Na_{2}SO_{4} + HCl \uparrow$. (1)
Хлороводород реагирует с нитратом серебра с образованием осадка:
$HCl + AgNO_{3} \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_{3}$. (2)
Вычисляем количество хлорида серебра:
$\nu (AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)}$;
$\nu (AgCl) = \frac{14,35}{143,5} = 0,1 моль$.
Определяем количество хлороводорода. Согласно уравнению реакции (2)
$\nu (HCl) = \nu (AgCl); \nu (HCl) = 0,1 моль$.
Поскольку раствор остатка после прокаливания имел нейтральную среду и при добавлении к нему небольших порций нитрата серебра осадок не образовывался, гидросульфат натрия и хлорид натрия прореагировали полностью.
Определяем количества гидросульфата и хлорида натрия. Согласно уравнению реакции (1)
$\nu (NaHSO_{4}) = \nu (HCl); \nu (NaHSO_{4}) = 0,1 моль$;
$\nu (NaCl) = \nu (HCl); \nu (NaCl) = 0,1 моль$.
Рассчитываем массы гидросульфата и хлорида натрия:
$m(NaHSO_{4}) = \nu (NaHSO_{4}) \cdot M(NaHSO_{4})$;
$m(NaHSO_{4})= 0,1 \cdot 120 = 12 г$;
$m(NaCl) = \nu (NaCl) \cdot M(NaCl)$;
$m(NaCl) = 0,1 \cdot 58,5 = 5,85 г$.
Определяем количество сульфата натрия, образовавшегося в результате прокаливания. Согласно уравнению реакции (1)
$\nu_{1}(Na_{2}SO_{4}) = \nu (HCl); \nu_{1}(Na_{2}SO_{4}) = 0,1 моль$.
Находим массу $Na_{2}SO_{4}$:
$m_{1} (Na_{2}SO_{4}) = \nu_{1}(Na_{2}SO_{4}) \cdot M(Na_{2}SO_{4})$;
$m_{1} (Na_{2}SO_{4}) = 0,1 \cdot 142 = 14,2 г$.
Хлорид бария будет реагировать с сульфатом натрия по уравнению
$Na_{2}SO_{4} + BaCl_{2} \rightarrow BaSO_{4} \downarrow + 2NaCl$. (3)
Рассчитываем количество сульфата бария:
$\nu (BaSO_{4}) = \frac{m(BaSO_{4})}{M(BaSO_{4})}$;
$\nu (BaSO_{4}) = \frac{46,6}{233} = 0,2 моль$.
Находим количество сульфата натрия в остатке после прокаливания. Согласно уравнению реакции (3)
$\nu_{2}(Na_{2}SO_{4}) = \nu (BaSO_{4}); \nu_{2}(Na_{2}SO_{4}) = 0,2 моль$.
Определяем его массу:
$m_{2}(Na_{2}SO_{4}) = \nu_{2}(Na_{2}SO_{4}) \cdot M(Na_{2}SO_{4})$;
$m_{2}(Na_{2}SO_{4}) = 0,2 \cdot 142 = 28,4 г$.
Рассчитываем массу сульфата натрия в исходной смеси:
$m_{3}(Na_{2}SO_{4}) = m_{2}(Na_{2}SO_{4}) - m_{1}(Na_{2}SO_{4}) = 28,4-14,2 = 14,2 г$.