22. Комплексная задача: #283276
К раствору серной кислоты с массовой долей кислоты $5\%$ добавили избыток раствора нитрата бария. При этом выпал осадок массой $11{,}65$ $\text{г}$. Определите массу исходного раствора серной кислоты. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления, указывая единицы измерения искомых физических величин.
Уравнение реакции:
$H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HNO_3$
Осадок — сульфат бария $BaSO_4$.
Найдём количество вещества осадка $BaSO_4$:
$M(BaSO_4)=137+32+4\cdot16=233\ \text{г/моль}$
$n(BaSO_4)=\dfrac{m(BaSO_4)}{M(BaSO_4)}$
$n(BaSO_4)=\dfrac{11{,}65\ \text{г}}{233\ \text{г/моль}}=0{,}05\ \text{моль}$
По уравнению реакции из $1$ $\text{моль}$ $H_2SO_4$ образуется $1$ $\text{моль}$ $BaSO_4$, значит:
$n(H_2SO_4)=n(BaSO_4)=0{,}05\ \text{моль}$
Найдём молярную массу серной кислоты:
$M(H_2SO_4)=2\cdot1+32+4\cdot16=98\ \text{г/моль}$
Найдём массу серной кислоты:
$m(H_2SO_4)=n(H_2SO_4)\cdot M(H_2SO_4)$
$m(H_2SO_4)=0{,}05\ \text{моль}\cdot98\ \text{г/моль}=4{,}9\ \text{г}$
Массовая доля кислоты в исходном растворе равна $5%$, значит:
$\omega(H_2SO_4)=\dfrac{m(H_2SO_4)}{m_{\text{р-ра}}}\cdot100\%$
Отсюда:
$m_{\text{р-ра}}=\dfrac{m(H_2SO_4)\cdot100\%}{\omega(H_2SO_4)}$
$m_{\text{р-ра}}=\dfrac{4{,}9\ \text{г}\cdot100\%}{5\%}=98\ \text{г}$