1) Поскольку масса конечного раствора равна массе одного из исходных растворов, масса второго исходного раствора должна равняться массе осадка сульфида свинца. Вторым раствором может быть только раствор гидросульфида калия, так как молярная масса нитрата свинца больше молярной массы сульфида свинца и масса его раствора не может быть равной массе осадка.
2) Пусть n(PbS) = x, а масса конечного раствора и, следовательно, масса раствора нитрата ртути равны 100 г. Поскольку концентрация нитрат-ионов в конечном растворе больше концентрации ионов калия, нитрат свинца был в избытке. Записываем уравнение реакции и указываем количества реагирующих и образующихся веществ:
Было: 1,5х
Pb(NO3)2 + KHS -> PbS¯ + KNO3 + HNO3 + [Pb(NO3)]
Прореагировало: х х стало: х х х 0,5х
n{Pb(NO3)2 в конечном растворе} = [n(К+)ּ 3 - n(NO3 - в KNO3 и в НNO3)] / 2 = (хּ 3 – 2х) / 2 = 0,5х.
3) Выражаем через х массы веществ в конечном растворе и находим х:
m(KNO3) = 101х г.
m{Pb(NO3)2 в конечном растворе} = 0,5хּ 331 = 165,5х г.
m( HNO3) = 63х г.
m(воды в конечном растворе) = 100ּ 0,801 = 80,1 г.
m(растворенных веществ) = 100 – 80,1 = 19,9 г.
101х + 165,5х + 63х = 19,9. 329,5х = 19,9. х = 0,0604 моль.
4) Рассчитываем массовые доли веществ в исходных и конечном растворах:
m[Pb(NO3)2 в исходном растворе] = 331ּ 1,5ּ 0,0604 = 30 г.
w[Pb(NO3)2 в исходном растворе] = 30 / 100 = 0,3.
Масса раствора KHS равна массе сульфида свинца.
m(раствора KHS) = 239ּ 0,0604 = 14,4 г.
m(KHS) = 72ּ 0,0604 = 4,35 г.
w(KHS в исходном растворе) = 4,35 / 14,4 = 0,302.
w{Pb(NO3)2 в конечном растворе} = 165,5ּ 0,0604 / 100 = 0,1.
w( KNO3) = 101ּ 0,0604 /100 = 0,061.
w( HNO3) = 63ּ 0,0604 / 100 = 0,038.
Ответ: w{Pb(NO3)2 в исходном растворе} = 30 %. w(KHS в исходном растворе) = 30,2%. w{Pb(NO3)2 в конечном растворе} = 10 %. w( KNO3) = 6,1 %. w( HNO3) = 3,8 %.