Для решения данной задачи нам необходимо провести несколько расчетов, основываясь на химических реакциях, связанных с производством серной кислоты (H₂SO₄) из колчедана (сульфид железа, FeS).
Состав колчедана: У нас есть 500 кг колчедана, содержащего 80% серы (S). Это означает, что масса серы в колчедане составляет: \[ \text{Масса серы} = 500 \, \text{кг} \times 0.8 = 400 \, \text{кг} \]
Производство серной кислоты: В процессе получения серной кислоты из серы можно использовать следующую упрощённую реакцию: \[ S + O₂ \rightarrow SO₂ \] \[ 2SO₂ + O₂ \rightarrow 2H₂SO₄ \] В этих реакциях можно заметить, что 1 моль серы (32 г) приводит к образованию 1 моля диоксида серы (SO₂) и, в последующем, к образованию серной кислоты.
Расчет молей серы: Молярная масса серы (S) равна 32 г/моль. Таким образом, количество молей серы из 400 кг составляет: \[ \text{Количество молей серы} = \frac{400000 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 12500 \, \text{моль} \]
Производство серной кислоты: Каждый моль серы дает 1 моль серной кислоты (по теории). Следовательно, количество серной кислоты, получаемой из 12500 моль серы, будет также 12500 моль.
Масса серной кислоты: Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет 98 г/моль. Таким образом, масса серной кислоты будет: \[ \text{Масса H₂SO₄} = 12500 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 1225000 \, \text{г} = 1225 \, \text{кг} \]
Учет выхода: Учитывая, что выход по процессу составляет 80%, мы можем рассчитать фактическую массу серной кислоты: \[ \text{Фактическая масса H₂SO₄} = 1225 \, \text{кг} \times 0.8 = 980 \, \text{кг} \]
Итак, из 500 кг колчедана, который содержит 80% серы, можно получить 980 кг серной кислоты с учетом выхода в 80%.
