1) Движущей силой этой реакции является образование осадка— нерастворимого даже в разбавленных кислотах сульфида свинца. Результат этой реакции зависит опорядка смешивания исходных растворов. Если к раствору гидросульфида добавлять раствор соли свинца, то гидросульфид сначала оказывается в избытке, и высвобождающиеся в результате реакции ионы водорода связываются с избытком гидросульфид ионов с образованием сероводорода:
Pb(NO3)2 + 2 NaHS -> PbS ¯ + H2S + 2 NaNO3
Если же, как в условии данной задачи, к раствору нитрата свинца постепенно добавлять гидросульфид, то сначала в избытке оказываются ионы свинца и вся сера уходит в осадок, а высвобождающиеся ионы водорода остаются в растворе:
NaHS + Pb(NO3)2 -> PbS ¯ + HNO3 + NaNO3
2) Рассчитываем количества вещества нитрата свинца и выделившегося сероводорода, и записываем уравнения химических реакций, проставляя количества реагирующих образующихся веществ, причем количество вещества гидросульфида натрия в исходном растворе обозначим за х:
m[раствора Pb(NO3)2] = 766,2ּ 1,2 = 919,4 г. n[ Pb(NO3)2] = 919,4ּ 0,18 / 331 = 0,5 моль.
n(H2S) = 8,96 / 22,4 = 0,4 моль
Было: х 0,5
NaHS + Pb(NO3)2 ® PbS ¯ + HNO3 + NaNO3 + (NaHS) (1)
Прореагировало: 0,5 0,5 стало: 0,5 0,5 0,5 х – 0,5
После того, как весь нитрат свинца прореагировал, добавляемый NaHS начинает взаимодействовать с азотной кислотой, образовавшейся в результате первой реакции:
Было: х – 0,5 0,5
NaHS + HNO3 ® H2S + NaNO3 + (HNO3) (2)
Прореагировало: 0,4 0,4 стало: 0,4 0,4 0,1
Так как во второй реакции сероводорода выделилось меньше, чем было азотной кислоты, NaHS во второй реакции прореагировал полностью, т.е. х – 0,5 = 0,4; х = 0,9 моль.
3) Рассчитываем массу конечного раствора и массовые доли содержащихся в нем веществ:
m(конечного раствора) = m[раствора Pb(NO3)2] + m(NaHS) – m(PbS) – m(H2S) =
919,4 + 0,9ּ 56 – 0,5ּ 239 – 0,4ּ 34 = 836,7 г.
w(NaNO3) = (0,5 + 0,4)ּ 85 / 836,7 = 0,0914.
w(HNO3) = 0,1ּ 63 / 836,7 = 0,00753.
Ответ: w(NaNO3) = 9,14 %; w(HNO3) = 0,753 %.