化学この問題の間違えはいったいどこに？？

質問

誰かこの化学の問題に答えられる方はいませんか？？

硫酸と塩酸の混合水溶液がある。これに0.020molの塩化バリウムを含む水溶液を加えたところ、硝酸バリウムの沈殿2.33ｇが生じた。この沈殿を除いた炉液に0.060molの硝酸銀を含む水溶液を加えたところ、塩化銀の沈殿7.17ｇが生じた。
最初の混合水溶液中の硫酸と硝酸はそれぞれ何molか。という問題です。
僕の解釈としてはまず混合水溶液に最初に加えた、塩化バリウムの水溶液は硫酸バリウムが生じたということは塩酸とは反応せずに硫酸と反応した。よって化学反応式を立て、硝酸バリウム2.33ｇが何molなのかを求めればまず、硫酸は何molか求められます。
次に硝酸銀を加えたら塩化銀が生じたことから硫酸とは反応せずに塩酸と反応したことがわかります。
よって化学反応式を立て、塩化銀7.17ｇが何molなのかを求めることによって化学反応式から塩酸のmol数を求めることができます。
そうするとまず化学反応式を立てます
H2SO4+BaCl2→BaSO4+2HCl
そこから硫酸０．０１molと求められます
次に硝酸銀を加えた反応を考えると塩酸と反応したので、化学反応式は
HCl＋AｇNO３→AgｃCｌ＋HNO３と求められる。
よって7.17ｇをmol数に換算すると0.049molなので加えて反応するために必要な塩酸は比より0.049mol
さらに元々あったのに発生した塩酸の量をたして0.049molなので
発生する量は(1)より、0.02molです。
よって0.049－0.02＝0.030molとなりました。
しかし、答えは0．0１molでした。　どこが間違っているのか自分ではわかりません。　教えて下さい。

長文失礼　いたしました。

回答No.4

htms42

硫酸をｘｍｏｌ、塩酸をｙｍｏｌとします。
硫酸バリウムの沈殿の量をｐｍｏｌ、塩化銀の沈殿の量をｑｍｏｌとします。
ｐ＜０．０２０であればｘ＝ｐです。
銀イオンと反応するものが塩化物イオンのみであれば
ｙ＝ｑ－２×０．０２０
です。
（余りの硫酸の量が多ければ硫酸銀の沈殿が生じる可能性があります。）

Ｈ２ＳＯ４＋ＢａＣｌ２→ＢａＳＯ４＋２ＨＣｌ
この反応をイオン反応式に書き直してみます。
２Ｈ^(+)＋ＳＯ４^(2-)＋Ｂａ^(2+)＋２Ｃｌ^(-)
　　　→ＢａＳＯ４↓＋２Ｈ^(+)＋２Ｃｌ^(-)
両辺から共通なＨ^(+)、Ｃｌ^(-)が消えてしまいます。

ＳＯ４^(2-)＋Ｂａ^(2+)→ＢａＳＯ４↓
溶液内にあるＨ^(+)、Ｃｌ^(-)は変化しないのです。
初めにあったＨＣｌのＣｌ^(-)とＢａＣｌ２として入ってきたＣｌ^(-)とを合わせたものはＢａＳＯ４の沈殿反応では変化しません。
ＢａＣｌ２は０．０２０ｍｏｌあったのですからＣｌ^(-)の量は硫酸の量に関係なく（０．０４０＋ｙ）ｍｏｌです。これがＡｇＣｌを作ります。
（＃３にある
　＞「BaCl2」が0.02molだから、「HCl」は0.04mol
　は誤りです。）

０．０４９という数字が出ています。
塩素の原子量を３５としても３６としても０．０５０になります。
７．１７／１４４＝０．０４９７９・・・
です。打ち切りではなくて四捨五入で考えてください。
答えは有効数字２桁　０．０１０ｍｏｌになるはずです。
３６とすると銀の原子量１０８

回答No.3

Zincer

ほとんど正解していますし、回答者の方のアドバイスにも既に気づいています。
が、
＞そしてH2SO4+BaCl2→BaSO4+2HClより反応した、
＞塩酸の量は0.02molですよね。
ここまで来ているのですからお解りと思いますが、
「BaCl2」が0.02molだから、「HCl」は0.04mol
つまり
「Cl＾-」イオンは？

回答No.2

jamf0421

>H2SO4+BaCl2→BaSO4+2HCl
>そこから硫酸０．０１molと求められます
BaSO4=233.4ですから、沈殿は0.01 molです。よってBaCl2,H2SO4ともに0.01 mol反応したことになります。初期のH2SO4のモル数をxとすれば
BaCl2 + H2SO4→BaSO4+2HCl
0.02-0.01, x-0.01, 0.01, 0.02
という関係になります。BaCl2が残ったのですからH2SO4は使いきられたはずで
x=0.01 mol
ですからここはO.K.です。しかし実は思考過程は心配で、安直に0.01 mol沈殿ができたから硫酸も0.01molあったと結論していませんか？どれだけ消費されるのか考えることが必要です。ここでBaCl2が0.01 mol残ることに注意です。（これがNo1さんの御指摘の主旨です。）

ここで塩素イオンとしてはBaCl2の残り(0.01 mol)、生成したHCl(0.02 mol)、もともと入れたHCl(y molとします。）です。以下の反応でAgClがそれぞれa mol, 2b mol生成したとします。
AgNO3 +HCl →AgCl+HNO3
0.06-a,y+0.02-a, a, a
2AgNO3+BaCl2→2AgCl+Ba(NO3)2
0.06-2b,0.01-2b, 2b, b
AgClの沈殿7.17 gはAgCl=143.32ですから0.05 molです。よって
a+2b=0.05
です。この時AgNO3の使われた量もa+2b=0.05 molとなります。一方AgNO3は0.06 mol入りましたからHClとBaClは反応で使いきられます。
BaClについて；0.01-2b=0、よってb=0.01
これよりa+2b=0.05を考慮してa=0.03となります。
HClについて；y+0.02-a=0、よってy=a-0.02=0.01となります。すなわち最初にあった塩酸は0.01 molです。

回答No.1

Ichitsubo

まず一つめの間違いは(途中で直っているのであまり心配ありませんが)、最初に沈殿したものは「硫酸バリウム」であり「硝酸バリウム」ではないと言うことです。硝酸塩に難溶性のものはありません。

ところでこのように金属化合物の沈殿が起こるのはイオンの組み合わせに寄ります。塩化銀の沈殿が生じるのはAg^+とCl^-の出会いにより起こります。
Cl^-は最初からある塩酸だけではなく……

あとは考えてみてください。

補足

すいません硝酸バリウムと塩酸バリウム書き間違えました。
それはIchitsuboさん僕の式では加えた塩酸の量を考慮されていますよ。
まずHCl＋AｇNO３→AgｃCｌ＋HNO３これにより、反応するのに必要な塩酸の量がわかります。
7.17ｇをmol数に換算すると0.049molが必要ということがわかりますね。
そしてH2SO4+BaCl2→BaSO4+2HClより反応した、塩酸の量は0.02molですよね。
そしたら引くと.049－0.02＝0.030molとなりました。
しかし、答えは0．0１molでした。　どこが間違っているのか自分ではわかりません。　教えて下さい。