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

Мистер

15

Хорошо, чтобы решить эту задачу, нам нужно знать уравнение реакции между сероводородом и нитратом свинца(II).

Уравнение реакции выглядит так:

$$Pb(N{O}_3{)}_2+H_{2}S\to PbS+2HN{O}_3$$

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):

$$M_{Pb(N{O}_3{)}_2}=M_{Pb}+2M_O+6M_N$$

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:

$$M_{Pb(N{O}_3{)}_2}=207,2+2\cdot 16,0+6\cdot 14,0=331,2\text{г/моль}$$

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

$$n_{Pb(N{O}_3{)}_2}=\frac{m_{Pb(N{O}_3{)}_2}}{M_{Pb(N{O}_3{)}_2}}=\frac{3,7}{331,2}\text{моль}$$

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:

$$n_{PbS}=n_{Pb(N{O}_3{)}_2}\times 93,6\mathrm{\%}=\frac{3,7}{331,2}\times 0,936\text{моль}$$

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.