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