Смешали карбонат натрия, сульфат алюминия и воду в массовом соотношении 10,6:5,7:100. Вычислите массовую долю соли в добавленном растворе хлорида бария?

Решение:
3Na2CO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑ +3Na2SO4 (I)
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl (II)
BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaCl (III)
m(NaCl) = 1000∙0,0702 = 70,2 г
n(NaCl) = m/M = 70,2/58,5 = 1,2 моль
Весь натрий в хлориде натрия изначально содержался в исходной навеске карбоната натрия. Запишем схему этого перехода:
Na2CO3 → 2NaCl
Таким образом,
nисх.(Na2CO3) = n(NaCl)/2 = 1,2/2 = 0,6 моль
mисх.(Na2CO3) = 0,6∙106 = 63,6 г
Из условия задачи следует, что масса карбоната натрия и масса сульфата алюминия соотносятся друг с другом как числа 10,6 и 5,7 соответственно.
То есть:
m(Na2CO3)/m(Al2(SO4)3) = 10,6/5,7
63,6/m(Al2(SO4)3) = 10,6/5,7
m(Al2(SO4)3) = 63,6∙5,7/10,6 = 34,2 г
Также из условия задачи следует, что масса сульфата алюминия и масса воды соотносятся друг с другом так же, как и числа 5,7 и 100 соответственно.
m(Al2(SO4)3)/m(H2O) = 5,7/100
34,2/m(H2O) = 0,057
m(H2O) = 34,2/0,057 = 600 г
n(Na2CO3) = m/M = 63,6/106 = 0,6 моль
n(Al2(SO4)3) = m/M = 34,2/342 = 0,1 моль
Сульфат алюминия в недостатке. Считаем по нему:
nпрореаг.(Na2CO3) = 3n(Al2(SO4)3) = 3∙0,1 = 0,3 моль
nост.после (I)(Na2CO3) = 0,6 — 0,3 = 0,3 моль
n(BaCO3) = nост.после (I)(Na2CO3) = 0,3 моль
m(BaCO3) = M∙n = 197∙0,3 = 59,1 г
n(CO2) = 3n(Al2(SO4)3) = 3∙0,1 = 0,3 моль
m(CO2) = M∙n = 44∙0,3 = 13,2 г
n(Al(OH)3) = 2n(Al2(SO4)3) = 2∙0,1 = 0,2 моль
m(Al(OH)3) = M∙n = 78∙0,2 = 15,6 г
nI(Na2SO4) = 3n(Al2(SO4)3) = 3∙0,1 = 0,3 моль
n(BaSO4) = nI(Na2SO4) = 0,3 моль
m(BaSO4) = M∙n = 233∙0,3 = 69,9 г
m(Na2CO3) + m(Al2(SO4)3) + m(H2O) + mр-ра(BaCl2) — m(Al(OH)3) — m(CO2) — m(BaSO4) — m(BaCO3)
= mконечн.(р-ра NaCl) следовательно, mр-ра(BaCl2) = mконечн.(р-ра NaCl) — m(Na2CO3) — m(Al2(SO4)3) — m(H2O) + m(Al(OH)3) + m(CO2) + m(BaSO4) + m(BaCO3) = 1000 г — 63,6 г — 34,2 г — 600 г +15,6 г + 13,2 г + 69,9 г + 59,1 г = 460 г
Весь хлор, содержащийся в конечном растворе хлорида натрия, изначально содержался в хлориде бария. Т.е. мы можем записать схему:
BaCl2 → 2NaCl
Таким образом, n(BaCl2) = n(NaCl)/2 = 1,2/2 = 0,6 моль
m(BaCl2) = 208∙0,6 = 124,8 г
ω(BaCl2) = 100%∙124,8/460 = 27,13 %