Чтобы определить массовую долю серы в исходной смеси угля и серы, начнем с анализа реакции сжигания. При сжигании угля (C) и серы (S) получаются сернистый газ (SO₂) и углекислый газ (CO₂) соответственно.
Из условия задачи нам известно, что в полученной газовой смеси на одну молекулу SO₂ приходится четыре молекулы CO₂. Это можно записать в виде соотношения:
- 1 молекула SO₂
- 4 молекулы CO₂
Теперь найдем массу каждого вещества.
Для этого воспользуемся молярными массами:
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
- Молярная масса серы (S) = 32 г/моль
- Молярная масса углекислого газа (CO₂) = 12 + 2*16 = 44 г/моль
- Молярная масса сернистого газа (SO₂) = 32 + 2*16 = 64 г/моль
Теперь найдем массу газа в смеси:
Для 1 молекулы SO₂:
- Масса SO₂ = 64 г/моль
Для 4 молекул CO₂:
- Масса 4 CO₂ = 4 * 44 г/моль = 176 г/моль
Теперь расчет общей массы газовой смеси:
- Общая масса = Масса SO₂ + Масса 4 CO₂
- Общая масса = 64 г/моль + 176 г/моль = 240 г/моль
Теперь определим массу серы в исходной смеси. Сера в данной реакции образует только одну молекулу сернистого газа, поэтому вся масса серы перешла в SO₂.
Теперь вычислим массовую долю серы в исходной смеси:
\[ \text{Массовая доля серы} = \frac{\text{масса серы}}{\text{общая масса}} \times 100\% \]
Подставим известные значения:
\[ \text{Массовая доля серы} = \frac{32\text{ г}}{240\text{ г}} \times 100\% \approx 13.33\% \]
Округлим до целых:
Массовая доля серы составляет приблизительно 13%.
Таким образом, ответ: 13%.