34.07 Растворимость и кристаллогидраты

Уравнения реакций:

1) Na₂S + 2HCl = H₂S + 2NaCl

2) Na₂S + CuCl₂ = CuS + 2NaCl

250 мл воды = 250 г воды;
Пусть в 250 г воды растворили x г Na₂S, тогда:

Составим пропорцию:
15,6 г Na₂S может растворится в 100 г воды, тогда
x г Na₂S может растворится в 250 г воды, следовательно
x = (250 * 15,6) / 100 = 39 г (m _общ. Na₂S)
Найдем массу раствора Na₂S, который получили при добавлении 39 г этой соли к 250 г воды: m_{общ. р-ра} Na₂S = 250 + 39 = 289 г
n_общ. Na₂S = m _общ. Na₂S / M Na₂S = 39 г / 78 г/моль = 0,5 моль

Расчеты по первому уравнению и первой колбе:
Через известный объем газа (сероводорода) найдем его количество: n H₂S = V H₂S / V_m = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль
Из 1 уравнения следует: n H₂S = n₁ Na₂S = 0,2 моль

Расчеты по второму уравнению и второй колбе:
Мы только что нашли количество сульфида натрия в 1 колбе, зная это, можно найти количество этой соли во второй колбе: n₂ Na₂S = n_общ. Na₂S - n₁ Na₂S = 0,5 моль - 0,2 моль = 0,3 моль
Найдем массу и количество самого хлорида меди до реакции: 15% = 0,15; m _общ. CuCl₂ = m _р-ра CuCl₂ * w CuCl₂ = 450 г * 0,15 = 67,5 г.
n _общ. CuCl₂ = m _общ. CuCl₂ / M CuCl₂ = 67,5 г / 135 г/моль = 0,5 моль
Следуя из 2 уравнения: n _{прореаг.} CuCl₂ = n₂ Na₂S = 0,3 моль. Прореагировало меньше хлорида меди, чем есть вообще, после реакции хлорид меди остался, следовательно, он в избытке, сульфид натрия в ходе 2 реакции реагирует весь.

Найдем количество и массу оставшегося после реакции хлорида меди: n _ост. CuCl₂ = n _общ. CuCl₂ - n _{прореаг.} CuCl₂ = 0,5 моль - 0,3 моль = 0,2 моль.
m _ост. CuCl₂ = n _ост. CuCl₂ * M CuCl₂ = 0,2 моль * 135 г/моль = 27 г.

Следуя из 2 уравнения: n CuS = n₂ Na₂S = 0,3 моль. m CuS = n CuS * M CuS = 0,3 моль * 96 г/моль = 28,8 г
Найдем массу изначального раствора сульфида натрия во 2 колбе через соотношение количеств этой соли в двух колбах (пропорция): 0,3/0,5 * 289 = 173,4 г = m _{р-ра 2}
Найдем массу конечного раствора: m _{кон. р-ра} = m _{р-ра 2} + m _р-ра CuCl₂ - m CuS = 173,4 + 450 - 28,8 = 594,6 г
Найдем массовую долю хлорида меди в этом конечном растворе: w _ост. CuCl₂ = (m _ост. CuCl₂ * 100%) / m _{кон. р-ра} = (27 * 100%) / 594,6 = 4,54%

Ответ: w _ост. CuCl₂ = 4,54%