Масса осадка при пропускании газа через раствор нитрата свинца(II)
Газ, полученный при обработке 26,4 г сульфида железа (II) 73 г 20%-ной соляной кислоты, пропустили через 198,6 г 25%-ного раствора нитрата свинца (II). Определите массу образовавшегося осадка.
Дано
`m(FeS) = 26.4 text{ г}`
`m(text{р-ра } HCl) = 73 text{ г}`
`ω(HCl) = 20%`
`m(text{р-ра } Pb(NO_3)_2) = 198.6 text{ г}`
`ω(Pb(NO_3)_2) = 25%`
Найти
`m(PbS) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`FeS + 2HCl = FeCl_2 + H_2S text{↑}`
`H_2S + Pb(NO_3)_2 = PbS text{↓} + 2HNO_3`
Найдём массу хлороводорода в растворе:
`m(HCl) = (ω(HCl)*m(text{р-ра } HCl))/100 = (20*73)/100 = 14.6 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов первой реакции:
`n(FeS) = (m(FeS))/(M(FeS)) = 26.4/88 = 0.3 text{ моль}`
`n(HCl) = (m(HCl))/(M(HCl)) = 14.6/36.5 = 0.4 text{ моль}`
По уравнению реакции для 0.3 моль FeS требуется 0.6 моль HCl. У нас только 0.4 моль HCl, значит HCl в недостатке. Расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции, количество вещества H₂S в 2 раза меньше количества HCl:
`n(H_2S) = (n(HCl))/2 = 0.4/2 = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу нитрата свинца(II) в растворе:
`m(Pb(NO_3)_2) = (ω(Pb(NO_3)_2)*m(text{р-ра } Pb(NO_3)_2))/100 = (25*198.6)/100 = 49.65 text{ г}`
Найдём количество вещества нитрата свинца(II):
`n(Pb(NO_3)_2) = (m(Pb(NO_3)_2))/(M(Pb(NO_3)_2)) = 49.65/331 = 0.15 text{ моль}`
По второму уравнению реакции вещества реагируют в соотношении 1:1. Нитрат свинца(II) в недостатке, поэтому расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции, количество вещества PbS равно количеству вещества Pb(NO₃)₂:
`n(PbS) = n(Pb(NO_3)_2) = 0.15 text{ моль}`
Найдём массу осадка сульфида свинца(II):
`m(PbS) = n(PbS)*M(PbS) = 0.15*239 = 35.85 text{ г}`
Ответ
`m(PbS) = 35.85 text{ г}`