Смешали растворы нитрата свинца и иодида натрия
Смешали 662 г 25%-го раствора нитрата свинца (II) и 150 г 50%-го раствора иодида натрия. Вычислите: массу образовавшегося осадка; массу образовавшейся соли в растворе; массовую долю соли в растворе; массу реагента, оставшегося после реакции; массовую долю реагента в растворе.
Дано
`m(text{р-ра } Pb(NO_3)_2) = 662 text{ г}`
`ω(Pb(NO_3)_2) = 25%`
`m(text{р-ра } NaI) = 150 text{ г}`
`ω(NaI) = 50%`
Найти
`m(PbI_2) = text{ ?}`
`m(NaNO_3) = text{ ?}`
`ω(NaNO_3) = text{ ?}`
`m_text{изб.}(реагента) = text{ ?}`
`ω_text{изб.}(реагента) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`Pb(NO_3)_2 + 2NaI = PbI_2 text{↓} + 2NaNO_3`
Найдём массы реагентов в исходных растворах:
`m(Pb(NO_3)_2) = (ω(Pb(NO_3)_2)*m(text{р-ра } Pb(NO_3)_2))/100 = (25*662)/100 = 165.5 text{ г}`
`m(NaI) = (ω(NaI)*m(text{р-ра } NaI))/100 = (50*150)/100 = 75 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(Pb(NO_3)_2) = (m(Pb(NO_3)_2))/(M(Pb(NO_3)_2)) = 165.5/331 = 0.5 text{ моль}`
`n(NaI) = (m(NaI))/(M(NaI)) = 75/150 = 0.5 text{ моль}`
По уравнению реакции для 0.5 моль Pb(NO₃)₂ требуется 1 моль NaI. У нас только 0.5 моль NaI, значит иодид натрия в недостатке. Расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции:
`n(NaNO_3) = n(NaI) = 0.5 text{ моль}`
`n(PbI_2) = n_text{прореаг.}(Pb(NO_3)_2) = (n(NaI))/2 = 0.5/2 = 0.25 text{ моль}`
Найдём массу осадка иодида свинца(II):
`m(PbI_2) = n(PbI_2)*M(PbI_2) = 0.25*461 = 115.25 text{ г}`
Найдём массу образовавшейся соли в растворе (нитрата натрия):
`m(NaNO_3) = n(NaNO_3)*M(NaNO_3) = 0.5*85 = 42.5 text{ г}`
Найдём количество непрореагировавшего нитрата свинца(II):
`n_text{изб.}(Pb(NO_3)_2) = n(Pb(NO_3)_2) - n_text{прореаг.}(Pb(NO_3)_2) = 0.5 - 0.25 = 0.25 text{ моль}`
Найдём массу избытка нитрата свинца(II):
`m_text{изб.}(Pb(NO_3)_2) = n_text{изб.}(Pb(NO_3)_2)*M(Pb(NO_3)_2) = 0.25*331 = 82.75 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } Pb(NO_3)_2) + m(text{р-ра } NaI) - m(PbI_2) = 662 + 150 - 115.25 = 696.75 text{ г}`
Вычислим массовую долю нитрата натрия в конечном растворе:
`ω(NaNO_3) = (100*m(NaNO_3))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*42.5)/696.75 = 6.101%`
Вычислим массовую долю избыточного нитрата свинца(II) в конечном растворе:
`ω_text{изб.}(Pb(NO_3)_2) = (100*m_text{изб.}(Pb(NO_3)_2))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*82.75)/696.75 = 11.88%`
Ответ
`m(PbI_2) = 115.25 text{ г}`
`m(NaNO_3) = 42.5 text{ г}`
`ω(NaNO_3) = 6.101%`
`m_text{изб.}(Pb(NO_3)_2) = 82.75 text{ г}`
`ω_text{изб.}(Pb(NO_3)_2) = 11.88%`