Если смесь сульфата и карбоната натрия растворить в соляной кислоте, то выделится 3,36 л (при н. у.) газа. Если такую же смесь такой же массы добавить к избытку раствора гидроксида бария, то выпадет осадок массой 48,19 г. Вычислите массу сульфата натрия в исходной смеси.

Первым шагом нужно определить, какой газ выделился при растворении смеси в соляной кислоте. Так как сульфат натрия и карбонат натрия реагируют с соляной кислотой, то можно предположить, что выделившийся газ - это углекислый газ (CO2).

Рассчитаем количество выделившегося газа по объему и нормальным условиям:

V = 3,36 л
n = V / Vm = 3,36 / 22,4 = 0,15 моль

Теперь нужно понять, какой из соединений - сульфат или карбонат - был источником этого количества газа. Для этого можно составить уравнения реакций:

Na2SO4 + 2HCl → 2NaCl + H2SO4 + CO2↑
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑

Видно, что при реакции с сульфатом натрия выделяется не только CO2, но и H2SO4, который может повлиять на результаты последующего эксперимента. Поэтому можно сделать вывод, что источником CO2 был карбонат натрия.

Теперь перейдем к реакции с гидроксидом бария:

Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NaOH

Из уравнения видно, что осадок, который выпадает, - это бариев карбонат. Масса осадка равна 48,19 г, следовательно, количество бариевого карбоната:

m(BaCO3) = 48,19 г
n(BaCO3) = m(BaCO3) / MM(BaCO3) = 48,19 / 197 = 0,244 моль

Так как Na2CO3 и Ba(OH)2 реагируют в соотношении 1:1, то количество карбоната натрия, содержащееся в смеси:

n(Na2CO3) = n(BaCO3) = 0,244 моль

Масса карбоната натрия:

m(Na2CO3) = n(Na2CO3) * MM(Na2CO3) = 0,244 * 106 = 25,86 г

Так как в исходной смеси был как карбонат, так и сульфат натрия, то можно записать систему уравнений:

m(Na2CO3) + m(Na2SO4) = m(смеси)
n(Na2CO3) + n(Na2SO4) = n(смеси)

где m(смеси) - масса исходной смеси, n(смеси) - количество веществ в смеси.

Масса исходной смеси равна массе осадка, так как в смеси было столько же веществ, сколько и в осадке:

m(смеси) = 48,19 г

Количество веществ в смеси:

n(смеси) = m(смеси) / MM(Na2CO3) = 48,19 / 106 = 0,455 моль

Теперь можно решить систему уравнений:

m(Na2SO4) = m(смеси) - m(Na2CO3) = 48,19 - 25,86 = 22,33 г

Ответ: масса сульфата натрия в исходной смеси равна 22,33 г.