Чтобы решить задачу, начнем с уравнения реакции сульфида железа (FeS) с серной кислотой (H₂SO₄):
\[ \text{FeS} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{S} \]
Сначала необходимо определить количество вещества сульфида железа. Для этого используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где \( n \) — количество вещества, \( m \) — масса, а \( M \) — молярная масса.
Молярная масса сульфида железа (FeS):
- Fe (железо) = 55,85 г/моль
- S (сера) = 32,07 г/моль
\( M_{\text{FeS}} = 55,85 + 32,07 = 87,92 \) г/моль
Теперь найдем количество вещества сульфида железа:
\[ n_{\text{FeS}} = \frac{320 \text{ г}}{87,92 \text{ г/моль}} \approx 3,64 \text{ моль} \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль FeS реагирует с 1 моль H₂SO₄, образуя 1 моль H₂S. Таким образом, количество образовавшегося сероводорода будет равно количеству сульфида железа:
\[ n_{\text{H}_2\text{S}} = n_{\text{FeS}} = 3,64 \text{ моль} \]
Теперь найдем объем сероводорода, используя уравнение состояния газа при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 литра:
\[ V = n \cdot V_{\text{моль}} = n_{\text{H}_2\text{S}} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \]
\[ V = 3,64 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 81,62 \text{ л} \]
Теперь найдем массу сероводорода. Молярная масса H₂S составляет:
- H (водород) = 1,01 г/моль
- S (сера) = 32,07 г/моль
\[ M_{\text{H}_2\text{S}} = 2 \cdot 1,01 + 32,07 = 34,09 \text{ г/моль} \]
Теперь рассчитываем массу сероводорода:
\[ m_{\text{H}_2\text{S}} = n_{\text{H}_2\text{S}} \cdot M_{\text{H}_2\text{S}} \]
\[ m_{\text{H}_2\text{S}} = 3,64 \text{ моль} \cdot 34,09 \text{ г/моль} \approx 124,25 \text{ г} \]
Таким образом, в результате реакции образуется примерно 81,62 литра и 124,25 грамма сероводорода.