сульфид железа 2 массой 17,6 г обработали 7,3% соляной кислотой массой 150 г Вычисли массу выделившегося газа

Для решения задачи, давайте разберёмся в химических реакциях, происходящих при взаимодействии сульфида железа (FeS) с соляной кислотой (HCl) и посчитаем массу выделившегося газа.

Шаг 1: Определение реакции

Когда сульфид железа реагирует с соляной кислотой, происходит реакция:

\[ \text{FeS} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2S \]

В этой реакции выделяется газ — раствора сероводорода (H₂S).

Шаг 2: Расчет количества вещества FeS

Сначала найдем количество молей сульфида железа. Для этого используем формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \( n \) — количество молей,
• \( m \) — масса (17,6 г),
• \( M \) — молярная масса FeS.

Молярная масса FeS:

• Молярная масса Fe = 55,85 г/моль,
• Молярная масса S = 32,07 г/моль.

Считаем молярную массу FeS:

\[ M_{FeS} = 55,85 + 32,07 = 87,92 \text{ г/моль} \]

Теперь можем найти количество молей FeS:

\[ n_{FeS} = \frac{17,6 \text{ г}}{87,92 \text{ г/моль}} \approx 0,200 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определение необходимого количества HCl

Согласно уравнению реакции, для 1 моля FeS требуется 2 моля HCl. Для 0,200 моль FeS потребуется:

\[ n_{HCl} = 2 \cdot n_{FeS} = 2 \cdot 0,200 = 0,400 \text{ моль} \]

Шаг 4: Проверка доступного количества HCl

Теперь давайте найдем, сколько моль HCl содержится в 150 г 7,3% раствора HCl.

Сначала находим массу HCl в растворе:

\[ m_{HCl} = \frac{7,3}{100} \cdot 150 \text{ г} = 10,95 \text{ г} \]

Теперь находим количество моль HCl:

Молярная масса HCl = 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль.

\[ n_{HCl} = \frac{10,95 \text{ г}}{36,46 \text{ г/моль}} \approx 0,301 \text{ моль} \]

Шаг 5: Определение реагента в недостатке

На основании расчетов:

• Нам нужно 0,400 моль HCl,
• У нас есть только 0,301 моль HCl.

Это означает, что HCl является лимитирующим реагентом. Теперь рассчитаем, сколько H₂S образуется из 0,301 моль HCl.

Шаг 6: Расчет количества выделившегося газа H₂S

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль HCl выделяется 1 моль H₂S. Отсюда:

\[ n_{H2S} = \frac{n_{HCl}}{2} = \frac{0,301}{2} \approx 0,1505 \text{ моль} \]

Шаг 7: Расчет массы H₂S

Теперь найдем массу выделившегося газа H₂S:

Молярная масса H₂S = 2 \cdot 1 + 32 = 34 г/моль.

Теперь вычисляем массу H₂S:

\[ m_{H2S} = n_{H2S} \cdot M_{H2S} = 0,1505 \text{ моль} \cdot 34 \text{ г/моль} \approx 5,12 \text{ г} \]

Ответ

Таким образом, масса выделившегося газа (H₂S) составляет приблизительно 5,12 г.