Какова масса осадка, образовавшегося после пропускания избытка сероводорода через раствор нитрата свинца(II) массой

  • 35
Какова масса осадка, образовавшегося после пропускания избытка сероводорода через раствор нитрата свинца(II) массой 3,7 г, учитывая, что практический выход составляет 93,6%?
Мистер
15
Хорошо, чтобы решить эту задачу, нам нужно знать уравнение реакции между сероводородом и нитратом свинца(II).

Уравнение реакции выглядит так:

\[Pb(NO_3)_2 + H_2S \rightarrow PbS + 2HNO_3\]

Мы можем видеть, что по уравнению каждый моль нитрата свинца(II) Pb(NO3)2 соответствует одному моль сероводорода H2S, и каждый моль нитрата свинца(II) превращается в один моль серы PbS.

Теперь давайте проведем необходимые вычисления. Дано, что масса нитрата свинца(II) составляет 3,7 г, а практический выход равен 93,6%.

Сначала нам нужно найти количество вещества нитрата свинца(II) в исходном растворе. Используем уравнение Менделеева-Клапейрона, чтобы найти количество вещества:

\[n = \frac{m}{M}\]

где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

Молярная масса нитрата свинца(II) (Pb(NO3)2) равна сумме молярных масс свинца (Pb), азота (N) и трех кислородов (O):

\[M_{Pb(NO_3)_2} = M_{Pb} + 2M_{O} + 6M_{N}\]

Из таблицы элементов приведем значение:

\[M_{Pb} = 207,2 \, \text{г/моль}\]
\[M_{O} = 16,0 \, \text{г/моль}\]
\[M_{N} = 14,0 \, \text{г/моль}\]

Подставим значения в формулу:

\[M_{Pb(NO_3)_2} = 207,2 + 2 \cdot 16,0 + 6 \cdot 14,0 = 331,2 \, \text{г/моль}\]

Теперь, используя формулу для количества вещества, найдем количество вещества нитрата свинца(II):

\[n_{Pb(NO_3)_2} = \frac{m_{Pb(NO_3)_2}}{M_{Pb(NO_3)_2}} = \frac{3,7}{331,2} \, \text{моль}\]

Так как практический выход составляет 93,6%, у нас получается, что только указанное количество вещества нитрата свинца(II) превратилось в осадок.

Теперь найдем количество вещества осадка путем использования соотношения 1:1 между нитратом свинца(II) и осадком серы:

\[n_{PbS} = n_{Pb(NO_3)_2} \times 93,6\% = \frac{3,7}{331,2} \times 0,936 \, \text{моль}\]

Наконец, найдем массу осадка серы, используя формулу:

\[m_{PbS} = n_{PbS} \times M_{PbS}\]

Молярная масса PbS равна сумме молярных масс свинца (Pb) и серы (S):

\[M_{PbS} = M_{Pb} + M_{S}\]

По таблице элементов:

\[M_{S} = 32,1 \, \text{г/моль}\]

подставим значения и рассчитаем:

\[M_{PbS} = 207,2 + 32,1 = 239,3 \, \text{г/моль}\]

Подставим значения в формулу:

\[m_{PbS} = \frac{3,7}{331,2} \times 0,936 \times 239,3 \approx 2,67 \, \text{г}\]

Итак, масса осадка серы, образовавшегося после пропускания избытка сероводорода через раствор нитрата свинца(II) массой 3,7 г, составляет около 2,67 г.