Массовые доли солей после реакции сульфида железа с кислотой
Навеску сульфида железа (II) массой 22 г обработали соляной кислотой. Весь образовавшийся газ пропустили через 12%-й раствор гидроксида натрия массой 150 г. Вычислите массовые доли солей в растворе после реакции.
Дано
`m(FeS) = 22 text{ г}`
`m(text{р-ра } NaOH) = 150 text{ г}`
`ω(NaOH) = 12%`
Найти
`ω(солей) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции сульфида железа(II) с соляной кислотой:
`FeS + 2HCl = FeCl_2 + H_2S text{↑}`
Найдём количество вещества FeS:
`n(FeS) = (m(FeS))/(M(FeS)) = 22/88 = 0.25 text{ моль}`
Согласно уравнению, количество образовавшегося сероводорода равно количеству FeS:
`n(H_2S) = n(FeS) = 0.25 text{ моль}`
Найдём массу гидроксида натрия в растворе:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (12*150)/100 = 18 text{ г}`
Найдём количество вещества гидроксида натрия:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 18/40 = 0.45 text{ моль}`
Найдем количества образовавшихся веществ по уравнениям реакций:
`underset(0.25 text{ моль})(H_2S) + underset(0.25 text{ моль})(NaOH) = underset(0.25 text{ моль})(NaHS) + H_2O`
`underset(0.2 text{ моль})(NaHS) + underset(0.2 text{ моль})(NaOH) = underset(0.2 text{ моль})(Na_2S) + H_2O`
В результате реакций количества образовавшихся веществ:
`n(Na_2S) = 0.2 text{ моль}`
`n(NaHS) = 0.25 - 0.2 = 0.05 text{ моль}`
Найдём массы солей:
`m(Na_2S) = n(Na_2S)*M(Na_2S) = 0.2*78 = 15.6 text{ г}`
`m(NaHS) = n(NaHS)*M(NaHS) = 0.05*56 = 2.8 text{ г}`
Масса конечного раствора увеличилась на массу поглощённого H₂S:
`m(H_2S) = n(H_2S)*M(H_2S) = 0.25*34 = 8.5 text{ г}`
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } NaOH) + m(H_2S) = 150 + 8.5 = 158.5 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в конечном растворе:
`ω(Na_2S) = (100*m(Na_2S))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*15.6)/158.5 = 9.842%`
`ω(NaHS) = (100*m(NaHS))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*2.8)/158.5 = 1.767%`
Ответ
`ω(Na_2S) = 9.842%`
`ω(NaHS) = 1.767%`