При пропускании сероводорода объёмом 4,5 л через избыток раствора сульфата цинка 2 образовался осадок сульфида цинка массой 9,4 г определите выход продукта реакции
Для решения задачи начнем с выяснения, какая реакция происходит между сероводородом (H₂S) и сульфатом цинка (ZnSO₄). В результате данной реакции образуется сульфид цинка (ZnS) и сера (H₂SO₄):
\[ \text{H}_2\text{S} + \text{ZnSO}_4 \rightarrow \text{ZnS} + \text{H}_2\text{SO}_4 \]
Теперь, чтобы определить выход продукта реакции, нам необходимо сначала рассчитать теоретическое количество сульфида цинка (ZnS), которое могло бы образоваться из пропущенного объема сероводорода.
Рассчитаем моль H₂S: Объем сероводорода равен 4,5 л. При стандартных условиях (нормальная температура и давление) 1 моль газа занимает 22,4 л. Расчитаем количество молей H₂S:
\[ n(H₂S) = \frac{V}{V_m} = \frac{4,5 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,200 \, \text{моль} \]
Установим стехиометрию реакции: По уравнению реакции видно, что на 1 моль H₂S получается 1 моль ZnS. Таким образом, теоретически из 0,200 моль H₂S можно получить 0,200 моль ZnS.
Рассчитаем массу ZnS: Молярная масса сульфида цинка (ZnS) составляет:
- Zn: 65,38 г/моль
- S: 32,07 г/моль
- M(ZnS) = 65,38 + 32,07 = 97,45 г/моль
Теперь найдем массу ZnS, которая может образоваться:
\[ m(ZnS) = n(ZnS) \times M(ZnS) = 0,200 \, \text{моль} \times 97,45 \, \text{г/моль} \approx 19,49 \, \text{г} \]
Выход продукта реакции: Фактическая масса полученного ZnS составляет 9,4 г. Выход продукта реакции можно рассчитать по формуле:
\[ \text{Выход} = \frac{\text{фактическая масса}}{\text{теоретическая масса}} \times 100\% \]
\[ \text{Выход} = \frac{9,4 \, \text{г}}{19,49 \, \text{г}} \times 100\% \approx 48,2\% \]
Таким образом, выход продукта реакции составляет примерно 48,2%.
