2-90. К порции 10%-го раствора сульфида натрия массой 156 г добавили порцию 25%-го раствора нитрата серебра массой 136 г. Вычислите: а) массу образовавшегося осадка; б) массу образовавшейся соли в рас- творе; в) массовую долю образовавшейся соли в растворе; г) массу реаген- та, оставшегося в избытке; д) массовую долю в растворе реагента, остав- шегося в избытке.

a) Для решения данной задачи необходимо знать химическую реакцию, которая происходит при взаимодействии сульфида натрия и нитрата серебра.

Реакция между сульфидом натрия (Na2S) и нитратом серебра (AgNO3) приводит к образованию сульфида серебра (Ag2S) в виде осадка и нитрата натрия (NaNO3) в растворе.

Уравнение реакции:

$$Na_2S + 2AgNO_3 \rightarrow Ag_2S + 2NaNO_3$$

Молярные массы:

• M(Na2S) = 2 * 23 (Na) + 32 (S) = 78 г/моль
• M(AgNO3) = 108 (Ag) + 14 (N) + 3 * 16 (O) = 170 г/моль
• M(Ag2S) = 2 * 108 (Ag) + 32 (S) = 248 г/моль
• M(NaNO3) = 23 (Na) + 14 (N) + 3 * 16 (O) = 85 г/моль

Вычислим массу сульфида натрия в 10%-м растворе:

$$m(Na_2S) = 156 \cdot 0.1 = 15.6 \text{ г}$$.

Вычислим количество вещества сульфида натрия:

$$n(Na_2S) = \frac{15.6}{78} = 0.2 \text{ моль}$$.

Вычислим массу нитрата серебра в 25%-м растворе:

$$m(AgNO_3) = 136 \cdot 0.25 = 34 \text{ г}$$.

Вычислим количество вещества нитрата серебра:

$$n(AgNO_3) = \frac{34}{170} = 0.2 \text{ моль}$$.

Определим, какое вещество находится в недостатке. По уравнению реакции, 1 моль Na2S реагирует с 2 молями AgNO3. У нас 0.2 моль Na2S и 0.2 моль AgNO3. Следовательно, AgNO3 в недостатке.

Рассчитаем количество вещества образовавшегося сульфида серебра по недостатку AgNO3:

$$n(Ag_2S) = \frac{1}{2} n(AgNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 0.2 = 0.1 \text{ моль}$$.

Вычислим массу образовавшегося осадка Ag2S:

$$m(Ag_2S) = n(Ag_2S) \cdot M(Ag_2S) = 0.1 \cdot 248 = 24.8 \text{ г}$$.

Ответ: 24.8 г

б) Рассчитаем количество вещества образовавшегося нитрата натрия:

$$n(NaNO_3) = n(AgNO_3) = 0.2 \text{ моль}$$.

Вычислим массу образовавшейся соли NaNO3:

$$m(NaNO_3) = n(NaNO_3) \cdot M(NaNO_3) = 0.2 \cdot 85 = 17 \text{ г}$$.

Ответ: 17 г

в) Рассчитаем общую массу раствора после реакции:

$$m(\text{раствора после реакции}) = m(Na_2S \text{ р-ра}) + m(AgNO_3 \text{ р-ра}) - m(Ag_2S) = 156 + 136 - 24.8 = 267.2 \text{ г}$$.

Вычислим массовую долю образовавшейся соли в растворе:

$$\omega(NaNO_3) = \frac{m(NaNO_3)}{m(\text{раствора после реакции})} = \frac{17}{267.2} = 0.0636 = 6.36 \%$$.

Ответ: 6.36 %

г) Определим, сколько Na2S осталось в избытке.

$$n(\text{прореагировавшего } Na_2S) = \frac{1}{2} n(AgNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 0.2 = 0.1 \text{ моль}$$.

$$n(\text{оставшегося } Na_2S) = n(\text{исходного } Na_2S) - n(\text{прореагировавшего } Na_2S) = 0.2 - 0.1 = 0.1 \text{ моль}$$.

Вычислим массу оставшегося реагента Na2S:

$$m(\text{оставшегося } Na_2S) = n(\text{оставшегося } Na_2S) \cdot M(Na_2S) = 0.1 \cdot 78 = 7.8 \text{ г}$$.

В 156 г 10% раствора Na2S содержалось 15,6 г Na2S. После реакции осталось 7,8 г Na2S. Значит, масса Na2S в избытке: 15,6 - 7,8 = 7,8 г.

Ответ: 7.8 г

д) Определим массу воды в исходном растворе Na2S:

$$m(H_2O) = 156 - 15.6 = 140.4 \text{ г}$$.

Масса воды в растворе после реакции осталась прежней, так как нитрат серебра был добавлен в виде раствора.

Вычислим массовую долю оставшегося реагента в растворе:

$$\omega(\text{оставшегося } Na_2S) = \frac{m(\text{оставшегося } Na_2S)}{m(\text{растворителя}) + m(\text{оставшегося } Na_2S) + m(NaNO_3)} = \frac{7.8}{140.4 + 7.8 + 17} = \frac{7.8}{165.2} = 0.0472 = 4.72 \%$$.

Ответ: 4.72 %