Question

Свинцовый сахар $\ce{(CH3COO)2Pb \cdot 3H2O}$ массой 75,8 г растворили в воде и получили 10%-ный раствор соли. К этому раствору добавили 15,6 г цинка и после завершения реакции добавили ещё 624 г 5%-ного раствора сульфида натрия. Определите массовую долю сульфида натрия в конечном растворе. 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: проследить цепочку реакций замещения, определить лимитирующий реагент в каждой стадии и вычислить массовую долю оставшегося сульфида натрия в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{(CH3COO)2Pb + Zn -> (CH3COO)2Zn + Pb}$$

$$\ce{(CH3COO)2Zn + Na2S -> ZnS v + 2CH3COONa}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества кристаллогидрата ацетата свинца(II):

$$n(\ce{(CH3COO)2Pb \cdot 3H2O}) = \frac{m}{M} = \frac{75{,}8}{379} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

Следовательно, $n(\ce{(CH3COO)2Pb}) = 0{,}2$ моль.

2) Найдём массу ацетата свинца(II) и массу раствора:

$$m(\ce{(CH3COO)2Pb}) = 0{,}2 \cdot 325 = 65 	ext{ г}$$

$$m_{	ext{р-ра}}(\ce{(CH3COO)2Pb}) = \frac{65}{0{,}1} = 650 	ext{ г}$$

3) Вычислим количество вещества цинка:

$$n(\ce{Zn}) = \frac{15{,}6}{65} = 0{,}24 	ext{ моль}$$

4) Определим лимитирующий реагент в первой реакции. Сравним мольные отношения:

$$\frac{n(\ce{(CH3COO)2Pb})}{1} = 0{,}2; \quad \frac{n(\ce{Zn})}{1} = 0{,}24$$

Ацетат свинца(II) находится в недостатке, поэтому расчёты ведём по нему.

5) Найдём массу выпавшего свинца:

$$n(\ce{Pb}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$
$$m(\ce{Pb}) = 0{,}2 \cdot 207 = 41{,}4 	ext{ г}$$

6) Количество образовавшегося ацетата цинка:

$$n(\ce{(CH3COO)2Zn}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$

7) Вычислим количество вещества сульфида натрия в добавленном растворе:

$$m(\ce{Na2S}) = 624 \cdot 0{,}05 = 31{,}2 	ext{ г}$$
$$n(\ce{Na2S}) = \frac{31{,}2}{78} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

8) Определим количество прореагировавшего сульфида натрия и остаток:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{Na2S}) = n(\ce{(CH3COO)2Zn}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$
$$n_{	ext{ост.}}(\ce{Na2S}) = 0{,}4 - 0{,}2 = 0{,}2 	ext{ моль}$$
$$m_{	ext{ост.}}(\ce{Na2S}) = 0{,}2 \cdot 78 = 15{,}6 	ext{ г}$$

9) Найдём массу прореагировавшего цинка и образовавшегося сульфида цинка:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{Zn}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$
$$m_{	ext{прореаг.}}(\ce{Zn}) = 0{,}2 \cdot 65 = 13 	ext{ г}$$

$$n(\ce{ZnS}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$
$$m(\ce{ZnS}) = 0{,}2 \cdot 97 = 19{,}4 	ext{ г}$$

10) Вычислим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = 650 + 13 + 624 - 41{,}4 - 19{,}4 = 1226{,}2 	ext{ г}$$

11) Определим массовую долю оставшегося сульфида натрия:

$$\omega(\ce{Na2S}) = \frac{15{,}6}{1226{,}2} = 0{,}0127 = 1{,}27\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии