Задание №60018 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекает реакция:
[1] Pb(NO₃)₂ + H₂S → PbS + 2HNO₃

2. Найдем число моль нитрата свинца(II) в растворе:
m Pb(NO₃)₂ = m_р-ра Pb(NO₃)₂ ⋅ ω Pb(NO₃)₂ = 150 ⋅ 0,05 = 7,5 г
n Pb(NO₃)₂ = m Pb(NO₃)₂ / M Pb(NO₃)₂ = 7,5 / 331 = 0,023 моль

3. Найдем число моль сероводорода:
n H₂S = V H₂S / V_m = 0,448 / 22,4 = 0,02 моль

4. Определим, кто из реагентов в первой реакции находится в недостатке:
поделим моли нитрата свинца и сероводорода на свои коэффициенты
Pb(NO₃)₂ : H₂S 
(0,023 / 1) : (0,02 / 1)
(0,023 / 1) > (0,02 / 1)
Pb(NO₃)₂ > H₂S 

Приходим к выводу, что Pb(NO₃)₂ находится в избытке, а H₂S в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по H₂S.

5. Найдем массу образовавшейся азотной кислоты:
n HNO₃ = 2n H₂S = 2 ⋅ 0,02 = 0,04 моль
m HNO₃ = n HNO₃ ⋅ M HNO₃ = 0,04 ⋅ 63 = 2,52 г

6. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра Pb(NO₃)₂ + m H₂S – m PbS 
m H₂S = n H₂S ⋅ M H₂S = 0,02 ⋅ 34 = 0,68 г
n PbS = n H₂S = 0,02 моль
m PbS = n PbS ⋅ M PbS = 0,02 ⋅ 238 = 4,76 г
m_{конечн. р-ра} = 150 + 0,68 – 4,76 = 145,92 г

7. Найдем массовую долю азотной кислоты в конечном растворе:
ω HNO₃ = m HNO₃ / m_{конечн. р-ра} = 2,52 / 145,92 = 0,0173 → 1,73%

Ответ: ω HNO₃ = 1,73%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)