При сжигании угля (C) с серой (S) образуются углекислый газ (CO₂) и сернистый газ (SO₂). Условия задачи указывают, что на одну молекулу сернистого газа образуется четыре молекулы углекислого газа.
Исходя из этого, можно записать уравнение реакции:
\[ C + S \rightarrow CO₂ + SO₂ \]
Сначала определим количество молекул в смеси:
- Пусть образуется 1 молекула SO₂.
- Тогда по условию задачи образуется 4 молекулы CO₂.
Теперь подсчитаем общее количество атомов углерода и серы:
- Для 4 молекул CO₂ требуется 4 атома углерода.
- Для 1 молекулы SO₂ требуется 1 атом серы.
Общее количество атомов:
- Углерода (C): 4 (из 4 CO₂)
- Серы (S): 1 (из 1 SO₂)
Теперь найдем массу каждого из элементов:
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
- Молярная масса серы (S) = 32 г/моль
Теперь рассчитываем массу каждого элемента в нашей смеси:
- Масса углерода: \( 4 \text{ моль} \times 12 \text{ г/моль} = 48 \text{ г} \)
- Масса серы: \( 1 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 32 \text{ г} \)
Теперь, чтобы найти общую массу смеси:
\[ \text{Общая масса} = \text{масса углерода} + \text{масса серы} = 48 \text{ г} + 32 \text{ г} = 80 \text{ г} \]
Теперь найдем массовую долю серы (S):
\[ \text{Массовая доля серы} = \frac{\text{масса серы}}{\text{общая масса}} \times 100\% = \frac{32 \text{ г}}{80 \text{ г}} \times 100\% = 40\% \]
Итак, массовая доля серы в исходной смеси составляет 40%.