Какова концентрация нитрата свинца(II) в исходном растворе, если к 150 г раствора добавили избыток сульфида натрия

Georgiy

17

Задача:
1. Обозначим молярную массу свинца(II) Pb, сульфида натрия Na2S, сульфата свинца(II) PbSO4, а оксида азота(II) NO.
2. Найдем количество вещества оксида азота(II) NO по его объему в литрах используя уравнение состояния газов и идеальный газовый закон: \[n_{NO} = \frac{V}{V_0} \cdot \frac{P_0}{P} \cdot \frac{T}{T_0}\], где \(V\) - объем оксида азота(II) в литрах (8,96 л), \(V_0\) - молярный объем (22,4 л/моль), \(P\) - давление в системе (атм), \(P_0\) - нормальное давление (1 атм), \(T\) - температура в системе (K), \(T_0\) - нормальная температура (273 K).
Учитывая, что объем равен 8,96 л и используя приведенные значения, получаем: \[n_{NO} = \frac{8.96}{22.4} \cdot \frac{1}{1} \cdot \frac{273}{273} = 0.4 \, моль\].
3. Составим сбалансированное уравнение реакции между сульфидом натрия и оксидом азота(II):
\[3Na2S + 8NO \rightarrow 3Na2SO4 + 4Na2S\].
Из уравнения видно, что на каждые 8 молей оксида азота(II) NO требуется 3 моля сульфида натрия Na2S. Исходя из этого, найдем количество сульфида натрия Na2S: \[n_{Na_2S} = \frac{3}{8} \cdot n_{NO} = \frac{3}{8} \cdot 0.4 = 0.15 \, моль\].
4. Так как добавлен сульфид натрия в избытке, вся сумма сульфида натрия реагирует с исходным раствором свинца(II). Значит, количество свинца(II) Pb в растворе равно количеству сульфида натрия Na2S: \[n_{Pb} = n_{Na_2S} = 0.15 \, моль\].
5. Найдем массу свинца(II) Pb используя его молярную массу: \[m_{Pb} = n_{Pb} \cdot M_{Pb}\], где \(M_{Pb}\) - молярная масса свинца(II) (округлим до 207.2 г/моль): \[m_{Pb} = 0.15 \cdot 207.2 = 31.08 \, г\].
6. Таким образом, концентрация нитрата свинца(II) в исходном растворе равна 31.08 г/150 г, умноженное на 100%: \[c_{Pb(NO_3)_2} = \frac{31.08}{150} \cdot 100\% \approx 20.72\%\].

Таким образом, концентрация нитрата свинца(II) в исходном растворе составляет примерно 20.72%.