Какова масса сульфатабария, полученного при смешивании 107,55 л 20-процентного раствора серной кислоты с раствором

Для решения данной задачи, нам необходимо рассмотреть два основных шага: сначала найти массу бария, содержащегося в 20-процентном растворе серной кислоты, а затем использовать полученные данные для расчета массы сульфатабария.

Шаг 1: Нахождение массы бария в растворе серной кислоты

Для начала, нам нужно расчитать массу серной кислоты в 20-процентном растворе. Об процентном соотношении можно сказать, что 20% весовых единиц раствора составляет серная кислота, а оставшиеся 80% - вода.

Масса серной кислоты в растворе может быть вычислена по формуле:
\[ M_{\text{серной кислоты}} = 0.2 \times \text{масса раствора} \]

Здесь масса раствора представлена в литрах. Исходя из условия задачи, мы имеем 107,55 л 20-процентного раствора серной кислоты. Таким образом, масса серной кислоты в растворе будет:
\[ M_{\text{серной кислоты}} = 0.2 \times 107.55 \, \text{кг} \]

Теперь, чтобы найти массу бария, мы должны использовать химическое соотношение между серной кислотой и барием. Уравнение реакции между серной кислотой (H2SO4) и хлоридом бария (BaCl2) выглядит следующим образом:

\[ \text{H2SO4} + \text{BaCl2} \rightarrow \text{BaSO4} + \text{2HCl} \]

Из уравнения видно, что каждая молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой хлорида бария, образуя одну молекулу сульфатабария (BaSO4). Поскольку молярная масса серной кислоты составляет 98 г/моль, количество вещества серной кислоты можно рассчитать, поделив массу серной кислоты на ее молярную массу:

\[ \text{Количество вещества серной кислоты} = \frac{{M_{\text{серной кислоты}}}}{{98 \, \text{г/моль}}} \]

Так как у нас есть масса бария, содержащегося в растворе, мы можем найти количество вещества бария, умножив его массу на коэффициент пропорциональности. Поскольку молярная масса бария составляет 137 г/моль, количество вещества бария будет:

\[ \text{Количество вещества бария} = \frac{{M_{\text{бария}}}}{{137 \, \text{г/моль}}} \]

Шаг 2: Нахождение массы сульфатабария

Из уравнения реакции, мы видим, что одна молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой хлорида бария, образуя одну молекулу сульфатабария. Так как количество вещества серной кислоты и бария одинаково, масса сульфатабария будет равна массе бария:

\[ M_{\text{сульфатабария}} = M_{\text{бария}} \]

Теперь мы можем приступить к расчетам.

Подставим в формулу из Шага 1 значение \( M_{\text{бария}} \):
\[ M_{\text{сульфатабария}} = \frac{{\text{масса бария}}}{{137 \, \text{г/моль}}} \]

Исходя из условия задачи, масса хлорида бария составляет 60 кг. Чтобы перейти из килограммов к граммам, умножим это значение на 1000:
\[ M_{\text{бария}} = 60 \, \text{кг} \times 1000 = 60000 \, \text{г} \]

Теперь мы можем посчитать массу сульфатабария:
\[ M_{\text{сульфатабария}} = \frac{{60000 \, \text{г}}}{{137 \, \text{г/моль}}} \]

Произведем этот расчет:
\[ M_{\text{сульфатабария}} \approx 437.956 \, \text{г} \]

Таким образом, масса сульфатабария, полученного при смешивании 107,55 л 20-процентного раствора серной кислоты с раствором, содержащим 60 кг хлорида бария, составляет примерно 437,956 г.