Question

Рассчитайте массовую долю азотной кислоты в растворе, полученном при пропускании 0,672 л (н.у.) сероводорода через 180 г 9%-ного раствора нитрата серебра. (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: определить реагент в недостатке, рассчитать количество образовавшейся азотной кислоты и найти её массовую долю в конечном растворе.

**Уравнение реакции:**

$$\ce{H2S + 2AgNO3 -> Ag2S v + 2HNO3}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества сероводорода:

$$n(\ce{H2S}) = \frac{V(\ce{H2S})}{V_m} = \frac{0{,}672}{22{,}4} = 0{,}03 	ext{ моль}$$

2) Найдём массу нитрата серебра в исходном растворе:

$$m(\ce{AgNO3}) = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega(\ce{AgNO3}) = 180 \cdot 0{,}09 = 16{,}2 	ext{ г}$$

Количество вещества нитрата серебра:

$$n(\ce{AgNO3}) = \frac{m(\ce{AgNO3})}{M(\ce{AgNO3})} = \frac{16{,}2}{170} = 0{,}095 	ext{ моль}$$

3) Определим лимитирующий реагент. По уравнению реакции соотношение $\ce{H2S : AgNO3} = 1 : 2$.

Проверим соотношение молей:

$$\frac{n(\ce{H2S})}{1} : \frac{n(\ce{AgNO3})}{2} = 0{,}03 : 0{,}0475$$

Так как $0{,}03 < 0{,}0475$, сероводород находится в недостатке.

4) Рассчитаем количество образовавшейся азотной кислоты:

$$n(\ce{HNO3}) = 2 \cdot n(\ce{H2S}) = 2 \cdot 0{,}03 = 0{,}06 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{HNO3}) = n(\ce{HNO3}) \cdot M(\ce{HNO3}) = 0{,}06 \cdot 63 = 3{,}78 	ext{ г}$$

5) Найдём массу сульфида серебра, выпавшего в осадок:

$$n(\ce{Ag2S}) = n(\ce{H2S}) = 0{,}03 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{Ag2S}) = n(\ce{Ag2S}) \cdot M(\ce{Ag2S}) = 0{,}03 \cdot 248 = 7{,}44 	ext{ г}$$

6) Вычислим массу конечного раствора. Масса сероводорода:

$$m(\ce{H2S}) = n(\ce{H2S}) \cdot M(\ce{H2S}) = 0{,}03 \cdot 34 = 1{,}02 	ext{ г}$$

Масса конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = m(\ce{H2S}) + m_{	ext{р-ра}} - m(\ce{Ag2S}) = 1{,}02 + 180 - 7{,}44 = 173{,}58 	ext{ г}$$

7) Найдём массовую долю азотной кислоты:

$$\omega(\ce{HNO3}) = \frac{m(\ce{HNO3})}{m_{	ext{конечн.}}} = \frac{3{,}78}{173{,}58} = 0{,}0218 = 2{,}18\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии