Для решения этой задачи мы воспользуемся балансовыми соотношениями в химии и понятиями, связанными с выходом вещества.
Сначала найдем его молекулярную формулу и молекулярную массу, чтобы упростить расчет. Сульфид меди(II) имеет формулу CuS. Молекулярная масса медь (Cu) ≈ 63,5 г/моль, а сера (S) ≈ 32 г/моль. Таким образом, молекулярная масса CuS будет:
\[ M(CuS) = 63,5 + 32 = 95,5 \text{ г/моль} \]
Теперь найдем количество молей сульфида меди, которое мы имеем. Используя массу сульфида меди (38 г):
\[ n(CuS) = \frac{m}{M} = \frac{38 \text{ г}}{95,5 \text{ г/моль}} \approx 0,398 \text{ моль} \]
Запишем уравнение реакции обжига сульфида меди:
\[ 2CuS + 3O_2 \rightarrow 2CuO + 2SO_2 \]
Из уравнения видно, что 2 моль CuS дают 2 моля SO₂. То есть, 1 моль CuS дает 1 моль SO₂.
Рассчитаем количество молей оксида серы(IV), который получится из имеющегося количества CuS:
\[ n(SO_2) = n(CuS) = 0,398 \text{ моль} \]
Теперь найдем объем SO₂ при нормальных условиях. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л:
\[ V(SO_2) = n(SO_2) \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 0,398 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 8,91 \text{ л} \]
Учитываем выход продукта. Поскольку выход составляет 94%, фактический объем оксида серы будет:
\[ V_{фактический} = V(SO_2) \times \frac{94}{100} \approx 8,91 \text{ л} \times 0,94 \approx 8,36 \text{ л} \]
Таким образом, объем оксида серы(IV), который можно получить при обжиге сульфида меди(II) массой 38 граммов, составит примерно 8,36 литра.
