Question

Кристаллогидрат ацетата свинца (СН3СОО)2Рb ∙ 3H2O массой 42,1  г растворили в воде с образованием 7,5%-го раствора. В этот раствор добавили  железо массой 3,2 г, а после 180 г раствора сульфида калия с массовой долей соли в нем 7,3%. Определите массовую долю сульфида калия в растворе по окончании реакций.

Answer 1

дано:
m((CH3COO)2Pb*3H2O) = 42.1 г ω(раствора (CH3COO)2Pb) = 7.5% = 0.075 m(Fe) = 3.2 г m(раствора K2S) = 180 г ω(K2S) = 7.3% = 0.073

найти:
ω(K2S) в конечном растворе

решение:

Молярная масса (CH3COO)2Pb*3H2O:
M((CH3COO)2Pb*3H2O) = 379 г/моль

Количество вещества (CH3COO)2Pb*3H2O:
n((CH3COO)2Pb*3H2O) = 42.1 г / 379 г/моль ≈ 0.111 моль

Масса (CH3COO)2Pb:
M((CH3COO)2Pb) = 325 г/моль m((CH3COO)2Pb) = 0.111 моль * 325 г/моль ≈ 36.08 г

Масса раствора ацетата свинца:
m(раствора (CH3COO)2Pb) = m((CH3COO)2Pb) / ω(раствора (CH3COO)2Pb) = 36.08 г / 0.075 ≈ 481 г

Реакция железа с ацетатом свинца:
Fe + (CH3COO)2Pb = Pb + Fe(CH3COO)2

n(Fe) = 3.2 г / 56 г/моль ≈ 0.057 моль
Так как n(Fe) < n((CH3COO)2Pb), железо прореагирует полностью.

Масса K2S в растворе:
m(K2S) = 0.073 * 180 г = 13.14 г

Количество вещества K2S:
n(K2S) = 13.14 г / 110 г/моль ≈ 0.12 моль

Реакция K2S со свинцом:
Pb + K2S = PbS + 2K

n(Pb) = n((CH3COO)2Pb) - n(Fe) ≈ 0.111 моль - 0.057 моль ≈ 0.054 моль
Так как n(Pb) < n(K2S), свинец прореагирует полностью.
Масса PbS:
n(PbS) = n(Pb) ≈ 0.054 моль m(PbS) = 0.054 моль * 239 г/моль ≈ 12.9 г

Масса непрореагировавшего K2S:
n(K2S)оставш = 0.12 моль - 0.054 моль = 0.066 моль m(K2S)оставш = 0.066 моль * 110 г/моль ≈ 7.26 г

Общая масса раствора:
m(конечный раствор) ≈ 481 г + 3.2 г + 180 г - 12.9 г ≈ 641.3 г

Массовая доля K2S в конечном растворе:
ω(K2S) = m(K2S)оставш / m(конечный раствор) ≈ 7.26 г / 651.3 г ≈ 0.011 ≈ 1.1%

Ответ:
ω(K2S) в конечном растворе ≈ 1.1%