Массовые доли солей в смеси по массе осадков
Навеску смеси массой 90 г сульфида натрия, хлорида натрия и фторида натрия растворили в воде. Полученный раствор разделили на две равные порции. К первой порции раствора добавили избыточное количество раствора сульфата никеля (II). В результате образовалось 22,75 г осадка. Ко второй порции раствора добавили избыток раствора нитрата серебра, в результате чего образовалась смесь осадков массой 119,4 г. Вычислите массовые доли солей в исходной смеси.
Дано
`m_text{общ.}(смеси) = 90 text{ г}`
`m(смеси) = (m_text{общ.}(смеси))/2 = 45 text{ г}`
`m(NiS) = 22.75 text{ г}`
`m(осадков) = 119.4 text{ г}`
Найти
`ω(Na_2S) = text{?}`
`ω(NaCl) = text{?}`
`ω(NaF) = text{?}`
Решение
Первая порция. Добавили избыток сульфата никеля(II). Реагирует только сульфид натрия:
`Na_2S + NiSO_4 = NiS text{↓} + Na_2SO_4`
Вторая порция. Добавили избыток нитрата серебра. Реагируют все три соли:
`Na_2S + 2AgNO_3 = Ag_2S text{↓} + 2NaNO_3`
`NaCl + AgNO_3 = AgCl text{↓} + NaNO_3`
`NaF + AgNO_3 = AgF + NaNO_3`
Так как смесь была разделена на две равные порции, то масса, массовые доли и количества исходных веществ в обеих порциях одинаковы, поэтому дальнейший расчёт будем вести для половины исходной смеси.
Количество вещества сульфида никеля(II) из первой порции:
`n(NiS) = (m(NiS))/(M(NiS)) = 22.75/91 = 0.25 text{ моль}`
По уравнению реакции количество вещества сульфида натрия равно количеству вещества сульфида никеля(II):
`n(Na_2S) = n(NiS) = 0.25 text{ моль}`
Рассчитаем массу сульфида натрия:
`m(Na_2S) = n(Na_2S)*M(Na_2S) = 0.25*78 = 19.5 text{ г}`
По уравнению реакции количество осадка сульфида серебра, выпавшего во второй порции:
`n(Ag_2S) = n(Na_2S) = 0.25 text{ моль}`
Найдем массу сульфида серебра:
`m(Ag_2S) = n(Ag_2S)*M(Ag_2S) = 0.25*248 = 62 text{ г}`
Тогда масса хлорида серебра:
`m(AgCl) = m(осадков) - m(Ag_2S) = 119.4 - 62 = 57.4 text{ г}`
Рассчитаем количество вещества хлорида серебра:
`n(AgCl) = (m(AgCl))/(M(AgCl)) = 57.4/143.5 = 0.4 text{ моль}`
По уравнению реакции количество вещества хлорида натрия равно количеству вещества хлорида серебра:
`n(NaCl) = n(AgCl) = 0.4 text{ моль}`
Найдем массу хлорида натрия:
`m(NaCl) = n(NaCl)*M(NaCl) = 0.4*58.5 = 23.4 text{ г}`
Рассчитаем массу фторида натрия:
`m(NaF) = m(смеси) - m(Na_2S) - m(NaCl) = 45 - 19.5 - 23.4 = 2.1 text{ г}`
Массовые доли солей в смеси:
`ω(Na_2S) = (100*m(Na_2S))/(m(смеси)) = (100*19.5)/45 = 43.33%`
`ω(NaCl) = (100*m(NaCl))/(m(смеси)) = (100*23.4)/45 = 52%`
`ω(NaF) = (100*m(NaF))/(m(смеси)) = (100*2.1)/45 = 4.67%`
Ответ
`ω(Na_2S) = 43.33%`
`ω(NaCl) = 52%`
`ω(NaF) = 4.67%`
Дополнительно
Фторид серебра (AgF) хорошо растворим в воде, поэтому во второй порции осадок дают только сульфид серебра (Ag₂S) и хлорид серебра (AgCl).