Задача: Какое количество литров серной кислоты можно получить из 1 т железного колчедана?
Для решения задачи о том, какое количество литров серной кислоты можно получить из 1 тонны железного колчедана, необходимо использовать реакции, происходящие при переработке минерала.
Железный колчедан (фехральный блеск), в основном состоящий из сернистого железа (FeS2), при обжигании превращается в диоксид серы (SO2), который затем может быть преобразован в серную кислоту (H2SO4).
Реакция обжига колчедана: \[ 4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 4FeO + 8SO_2 \]
Дальнейшее превращение: \[ 2SO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 2H_2SO_4 \]
Теперь давайте рассчитаем количество серной кислоты, которое можно получить из 1 тонны колчедана.
В 1 тонне (или 1000 кг) железного колчедана содержится:
- Молярная масса FeS2: 55.85 (Fe) + 2 * 32.07 (S) = 119.19 г/моль
- 1000 кг = 1,000,000 г
- Количество моль FeS2 в 1000 кг: \[ \frac{1,000,000 \text{ г}}{119.19 \text{ г/моль}} \approx 8388.53 \text{ моль} \]
По уравнению реакции, 4 моль FeS2 дают 8 моль H2SO4, то есть каждый моль FeS2 дает 2 моль H2SO4: \[ 8388.53 \text{ моль FeS2} \times 2 = 16,777.06 \text{ моль H2SO4} \]
Молярная масса H2SO4 составляет: \[ 2 \times 1.01 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 98.09 \text{ г/моль} \]
Теперь расчет массы серной кислоты: \[ 16,777.06 \text{ моль} \times 98.09 \text{ г/моль} \approx 1,645,135 \text{ г} = 1645.14 \text{ кг} \]
Итак, чтобы получить объем в литрах, нужно обратить внимание на плотность H2SO4, которая составляет примерно 1.84 г/см³. Для перевода массы в литры используем: \[ \frac{1645.14 \text{ кг}}{1.84 \text{ кг/дм}^3} \approx 893.58 \text{ дм}^3 \]
Таким образом, из 1 тонны железного колчедана можно получить примерно 893.58 литров серной кислоты.
