Question

Через 150 г 5%-ного раствора нитрата свинца(II) пропустили 0,448 л (н.у.) сероводорода. Рассчитайте массовую долю азотной кислоты в полученном при этом растворе. (Возможным восстановлением азотной кислоты пренебречь.) В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти количество вещества каждого реагента, определить лимитирующий реагент, вычислить массу образовавшейся азотной кислоты и массу конечного раствора, затем найти массовую долю.

**Уравнение реакции:**

$$\ce{Pb(NO3)2 + H2S -> PbS v + 2HNO3}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим массу нитрата свинца(II) в исходном растворе:

$$m_{\ce{Pb(NO3)2}} = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega_{\ce{Pb(NO3)2}} = 150 \cdot 0{,}05 = 7{,}5 	ext{ г}$$

2) Найдём количество вещества нитрата свинца(II):

$$n_{\ce{Pb(NO3)2}} = \frac{m_{\ce{Pb(NO3)2}}}{M_{\ce{Pb(NO3)2}}} = \frac{7{,}5}{331} = 0{,}023 	ext{ моль}$$

3) Найдём количество вещества сероводорода:

$$n_{\ce{H2S}} = \frac{V_{\ce{H2S}}}{V_m} = \frac{0{,}448}{22{,}4} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

4) Определим лимитирующий реагент. По уравнению реакции оба вещества реагируют в соотношении 1:1. Сравним:

$$\frac{n_{\ce{Pb(NO3)2}}}{1} = 0{,}023 	ext{ моль}; \quad \frac{n_{\ce{H2S}}}{1} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

Так как $0{,}023 > 0{,}02$, сероводород находится в недостатке. Расчёты ведём по $\ce{H2S}$.

5) Вычислим количество и массу образовавшейся азотной кислоты:

$$n_{\ce{HNO3}} = 2 \cdot n_{\ce{H2S}} = 2 \cdot 0{,}02 = 0{,}04 	ext{ моль}$$

$$m_{\ce{HNO3}} = n_{\ce{HNO3}} \cdot M_{\ce{HNO3}} = 0{,}04 \cdot 63 = 2{,}52 	ext{ г}$$

6) Вычислим массу конечного раствора. Сначала найдём массы сероводорода и образовавшегося осадка:

$$m_{\ce{H2S}} = n_{\ce{H2S}} \cdot M_{\ce{H2S}} = 0{,}02 \cdot 34 = 0{,}68 	ext{ г}$$

$$n_{\ce{PbS}} = n_{\ce{H2S}} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

$$m_{\ce{PbS}} = n_{\ce{PbS}} \cdot M_{\ce{PbS}} = 0{,}02 \cdot 238 = 4{,}76 	ext{ г}$$

Масса конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = m_{	ext{исх. р-ра}} + m_{\ce{H2S}} - m_{\ce{PbS}} = 150 + 0{,}68 - 4{,}76 = 145{,}92 	ext{ г}$$

7) Найдём массовую долю азотной кислоты:

$$\omega_{\ce{HNO3}} = \frac{m_{\ce{HNO3}}}{m_{	ext{конечн. р-ра}}} = \frac{2{,}52}{145{,}92} = 0{,}0173 = 1{,}73\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии