Chào các em! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập Hóa học lớp 10 rất quen thuộc liên quan đến phản ứng kết tủa. Các em hãy mở sách giáo khoa Hóa học lớp 10, trang XXX (hoặc các em có thể nhìn lên màn hình cô chiếu nhé).

Đề bài yêu cầu chúng ta tính khối lượng dung dịch chì(II) nitrat \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) cần dùng khi cho dư khí hiđro sunfua \( \text{H}_2\text{S} \) vào dung dịch \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) thu được 7.17 gam kết tủa.

Chúng ta sẽ đi từng bước một để giải bài tập này nhé.

Bước 1: Xác định chất kết tủa thu được và viết phương trình hóa học của phản ứng.

Khi cho khí hiđro sunfua \( \text{H}_2\text{S} \) tác dụng với dung dịch chì(II) nitrat \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \), chúng ta biết rằng \( \text{H}_2\text{S} \) là một axit yếu và nó sẽ phản ứng với muối nitrat kim loại nặng tạo thành kết tủa sunfua kim loại tương ứng. Trong trường hợp này, chì(II) sunfua ( \( \text{PbS} \) ) là chất kết tủa màu đen, không tan trong nước.

Phương trình hóa học của phản ứng là:
\( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2\text{(aq)} + \text{H}_2\text{S(g)} \rightarrow \text{PbS(s)} + 2\text{HNO}_3\text{(aq)} \)

Trong phương trình này, \( \text{PbS} \) là kết tủa mà đề bài đã cho khối lượng.

Bước 2: Đổi khối lượng kết tủa sang số mol.

Đề bài cho biết khối lượng kết tủa thu được là 7.17 gam. Để tính số mol, chúng ta cần biết khối lượng mol của chì(II) sunfua ( \( \text{PbS} \) ).

Khối lượng mol của nguyên tử Chì (Pb) là khoảng 207.2 g/mol.
Khối lượng mol của nguyên tử Lưu huỳnh (S) là khoảng 32.06 g/mol.

Vậy, khối lượng mol của \( \text{PbS} \) là:
\( M_{\text{PbS}} = M_{\text{Pb}} + M_{\text{S}} = 207.2 + 32.06 = 239.26 \text{ g/mol} \)

Số mol kết tủa \( \text{PbS} \) thu được là:
\( n_{\text{PbS}} = \frac{m_{\text{PbS}}}{M_{\text{PbS}}} = \frac{7.17 \text{ g}}{239.26 \text{ g/mol}} \)

Bây giờ, chúng ta sẽ thực hiện phép tính:
\( n_{\text{PbS}} \approx 0.03 \text{ mol} \)

Bước 3: Dựa vào tỉ lệ mol trong phương trình hóa học để tính số mol \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) đã phản ứng.

Quan sát phương trình hóa học:
\( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2\text{(aq)} + \text{H}_2\text{S(g)} \rightarrow \text{PbS(s)} + 2\text{HNO}_3\text{(aq)} \)

Ta thấy tỉ lệ mol giữa \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) và \( \text{PbS} \) là 1:1.
Điều này có nghĩa là cứ 1 mol \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) phản ứng sẽ tạo ra 1 mol \( \text{PbS} \).

Vì đề bài cho \( \text{H}_2\text{S} \) dư, nên \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) là chất phản ứng hết và quyết định lượng kết tủa. Do đó, số mol \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) đã phản ứng chính bằng số mol \( \text{PbS} \) thu được.

\( n_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{PbS}} \approx 0.03 \text{ mol} \)

Bước 4: Tính khối lượng dung dịch \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) cần dùng.

Để tính khối lượng \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \), chúng ta cần biết khối lượng mol của nó.

Khối lượng mol của nguyên tử Nitơ (N) là khoảng 14.01 g/mol.
Khối lượng mol của nguyên tử Oxi (O) là khoảng 16.00 g/mol.

Khối lượng mol của \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) là:
\( M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = M_{\text{Pb}} + 2 \times (M_{\text{N}} + 3 \times M_{\text{O}}) \)
\( M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = 207.2 + 2 \times (14.01 + 3 \times 16.00) \)
\( M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = 207.2 + 2 \times (14.01 + 48.00) \)
\( M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = 207.2 + 2 \times 62.01 \)
\( M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = 207.2 + 124.02 = 331.22 \text{ g/mol} \)

Bây giờ, chúng ta tính khối lượng \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) cần dùng:
\( m_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} \times M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} \)
\( m_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = 0.03 \text{ mol} \times 331.22 \text{ g/mol} \)

Thực hiện phép tính:
\( m_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} \approx 9.9366 \text{ g} \)

Chúng ta có thể làm tròn kết quả này. Theo quy tắc làm tròn, nếu có 3 chữ số có nghĩa trong số liệu ban đầu (ví dụ 7.17 g), thì kết quả cũng nên có 3 chữ số có nghĩa. Tuy nhiên, trong các bài tập hóa học, đôi khi chúng ta giữ thêm một vài chữ số để đảm bảo độ chính xác. Ở đây, chúng ta có thể làm tròn đến hai chữ số thập phân.

\( m_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} \approx 9.94 \text{ g} \)

Kết luận:

Vậy, khối lượng dung dịch chì(II) nitrat \( \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 \) cần dùng để thu được 7.17 gam kết tủa là khoảng 9.94 gam.

Các em có câu hỏi nào về bài tập này không? Hãy nhớ luôn xác định đúng chất phản ứng hết, chất dư, viết phương trình hóa học chính xác và thực hiện các bước tính toán cẩn thận nhé. Chúc các em học tốt!