Question

Смесь безводных сульфата алюминия и хлорида меди(II) растворили в воде и добавили к избытку раствора гидроксида натрия. При этом образовалось 19,6 г осадка. А если тот же раствор солей добавить к раствору нитрата бария, то выделится 69,9 г осадка. Определите массовую долю сульфата алюминия в исходной смеси

Answer 1

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl

Масса осадка из Al(OH)3 и Cu(OH)2 равна 19,6г

Al2(SO4)3 +3Ba(NO3)2= 3BaSO4 +2Al(NO3)3

Масса осадка BaSO4 равна 69,9г

  х г                                      69,9г 
Al2(SO4)3 +3Ba(NO3)2= 3BaSO4 +2Al(NO3)3
342г/моль                           3*233г/моль

х = 342*69,9 / 3*233 = 34,2 г

34,2 г                              y г
Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
342 г                             2*78 г/моль

y=34,2*2*78 / 342 = 15,6 г

 z г                       19,6-15,6=4 г
CuCl2+2NaOH=  Cu(OH)2 + 2NaCl
135 г/моль            98 г/моль

z=135*4 / 98 = 5,51 г

Масса исходной смеси: z+y=5,51+34,2 = 39,71 г

Массовые доли:
W(Al2(SO4)3)=34,2г/39,71г*100% = 86,12%
W(CuCl2) = 100 - 86,12 = 13,88% 

Answer 2

Для решения этой задачи сначала определим массовую долю сульфата алюминия в исходной смеси, используя данные о выделении осадка при реакции с гидроксидом натрия и реакции с нитратом бария.

1. Реакция с гидроксидом натрия: В этой реакции сульфат алюминия (Al2(SO4)3) реагирует с гидроксидом натрия (NaOH) для образования осадка гидроксида алюминия (Al(OH)3). Уравнение реакции выглядит следующим образом: Al2(SO4)3 + 6NaOH -> 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Молярная масса Al2(SO4)3 = 227 + 3(32 + 416) = 227 + 3*(32 + 64) = 54 + 3*(32 + 64) = 54 + 3*96 = 54 + 288 = 342 г/моль

Молярная масса Al(OH)3 = 227 + 3(16 + 1) = 54 + 3*(17) = 54 + 51 = 105 г/моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль сульфата алюминия образует 2 моля гидроксида алюминия. Таким образом, массовая доля сульфата алюминия в осадке равна отношению массы гидроксида алюминия к массе сульфата алюминия в реакции:

(масса Al(OH)3) / (масса Al2(SO4)3) = (105 г/моль) / (342 г/моль) = 105/342

2. Реакция с нитратом бария: В этой реакции сульфат алюминия реагирует с нитратом бария (Ba(NO3)2) для образования осадка бария сульфата (BaSO4). Уравнение реакции выглядит следующим образом: Al2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 -> 3BaSO4 + 2Al(NO3)3

Молярная масса BaSO4 = 137 + 32 + 4*16 = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль сульфата алюминия образует 3 моля бария сульфата. Таким образом, массовая доля сульфата алюминия в осадке равна отношению массы бария сульфата к массе сульфата алюминия в реакции:

(масса BaSO4) / (масса Al2(SO4)3) = (233 г/моль) / (342 г/моль) = 233/342

Теперь мы знаем, что массовая доля сульфата алюминия в исходной смеси определяется как среднее арифметическое этих двух значений, учитывая их соотношение в осадках:

Массовая доля сульфата алюминия = (105/342 + 233/342) / 2 = (338/342) / 2 = 338/684 = 169/342

Теперь переведем это значение в проценты:

Массовая доля сульфата алюминия = (169/342) * 100% ≈ 49.4%

Итак, массовая доля сульфата алюминия в исходной смеси составляет около 49.4%.