1. Запишем уравнения реакций:

(1) SO₃ + H₂O = H₂SO₄

(2) BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ ↓ + 2HCl

2. Рассчитаем массу конечного раствора после отделения осадка:

n_исх. (H₂SO₄) = c • V = 0,8 • 0,625 = 0,5 моль

n_всего (BaCl₂) = n(BaCl₂ • 2H₂O) = m : M = 466 : 244 = 1,91 моль

n₂ (BaSO₄) = m : M = 349,5 : 233 = 1,5 моль

Т.к. соль бария осталась в конечном растворе, то BaCl₂ был в избытке, а H₂SO₄ в недостатке

n_{прореаг., 2} (BaCl₂) = n₂ (BaSO₄) = 1,5 моль

n_ост. (BaCl₂) = n_всего (BaCl₂) − n_{прореаг., 2} (BaCl₂) = 1,91 − 1,5 = 0,41 моль

m_ост. (BaCl₂) = n • M = 0,41 • 208 = 85,28 г

m_{конеч. р-ра} = m_ост. (BaCl₂) : ω = 85,28 : 0,1 = 852,8 г

3. Рассчитаем массу добавленной порции олеума:

n_всего (H₂SO₄) = n_{прореаг., 2} (BaCl₂) = 1,5 моль

n_всего (H₂SO₄) = n_исх. (H₂SO₄) + n_{из олеума} (H₂SO₄) + n₁ (H₂SO₄) = 1,5 моль

m_{конеч. р-ра} = m_{исх. р-ра} (H₂SO₄) + m(олеума) + m(BaCl₂ • 2H₂O) − m₂ (BaSO₄)

m(олеума) = m_{конеч. р-ра} − m_{исх. р-ра} (H₂SO₄) − m(BaCl₂ • 2H₂O) + m₂ (BaSO₄)

m_{исх. р-ра} (H₂SO₄) = ρ • V = 1,04 • 625 = 650 г

m(олеума) = 852,8 − 650 − 466 + 349,5 = 86,3 г

4. Вычислим массовую долю оксида серы (VI) в составе олеума:

Пусть в олеуме n(SO₃) = х моль, n_{из олеума}(H₂SO₄) = y моль

Тогда m(олеума) = n(SO₃) • M(SO₃) + n_{из олеума}(H₂SO₄) • M(H₂SO₄) = 80x + 98y = 86,3 г

n₁ (H₂SO₄) = n(SO₃) = x моль

x + y = n_всего (H₂SO₄) − n_исх. (H₂SO₄) = 1,5 – 0,5 = 1 моль

х = n(SO₃) = 0,65 моль

y = n_{из олеума}(H₂SO₄) = 0,35 моль

m(SO₃) = n • M = 0,65 • 80 = 52 г

ω_{в олеуме} (SO₃) = m(SO₃) • 100 : m(олеума) = 52 • 100 : 86,3 = 60,25%

Максимальный балл: 4