Чтобы определить массовую долю серы в исходной смеси угля и серы, давайте разобьем задачу на несколько этапов.
Запишем уравнения реакции: Сгорание угля (содержит углерод) с образованием углекислого газа: \[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \] Сгорание серы с образованием сернистого газа: \[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]
Определим отношение молекул в газовой смеси: По условию, на одну молекулу сернистого газа (SO₂) приходится четыре молекулы углекислого газа (CO₂). Это отношение можно записать как: \[ SO_2 : CO_2 = 1 : 4 \]
Выразим количество вещества: Пусть количество вещества SO₂ равно \( n \) моль. Тогда количество вещества CO₂ будет \( 4n \) моль.
Выразим массы: Молярная масса серы (S) равна 32 г/моль, а молярная масса углерода (C) равна 12 г/моль.
Масса серы из SO₂: \[ m_{S} = n \cdot 32 \, \text{г} \]
Масса углерода из CO₂: \[ m_{C} = 4n \cdot 12 \, \text{г} = 48n \, \text{г} \]
Общее количество массы: Общая масса смеси будет равна: \[ m_{total} = m_{S} + m_{C} = 32n + 48n = 80n \, \text{г} \]
Определим массовую долю серы: Массовая доля серы (\( w \)) в смеси определяется как: \[ w_{S} = \frac{m_{S}}{m_{total}} \cdot 100\% \] Подставляя значения: \[ w_{S} = \frac{32n}{80n} \cdot 100\% = \frac{32}{80} \cdot 100\% = 40\% \]
Таким образом, массовая доля серы в исходной смеси составляет 40%.