Для решения данной задачи мы воспользуемся формулами химической реакции, а также основными законами химии, чтобы найти массу серной кислоты, образующейся из сероводорода.
Шаг 1: Определение уравнения реакции
Сероводород (H₂S) реагирует с кислородом (O₂) в результате окислительной реакции, образуя серную кислоту (H₂SO₄) и воду (H₂O). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
[ 2 , \text{H}_2\text{S} + 3 , \text{O}_2 \rightarrow 2 , \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 , \text{H}_2\text{O} ]
Из уравнения видно, что из 2 молей сероводорода образуется 2 моли серной кислоты. То есть, 1 моль H₂S дает 1 моль H₂SO₄.
Шаг 2: Определение количества молей сероводорода
Чтобы рассчитать количество молей сероводорода в 46,8 дм³, воспользуемся формулой:
[
n = \frac{V}{V_m}
]
где:
- ( n ) — количество молей,
- ( V ) — объем газа (46,8 дм³),
- ( V_m ) — молярный объем идеального газа при нормальных условиях (22,4 дм³/моль).
Подставляем значения:
[
n_{\text{H}_2\text{S}} = \frac{46,8 , \text{дм}^3}{22,4 , \text{дм}^3/\text{моль}} \approx 2,09 , \text{моль}
]
Шаг 3: Определение теоретического выхода серной кислоты
Так как 1 моль H₂S дает 1 моль H₂SO₄, то теоретически из 2,09 моль сероводорода можно получить 2,09 моль серной кислоты.
Шаг 4: Учет выхода продукта
Дано, что суммарный выход продукта составляет 70%. Тогда фактическое количество серной кислоты, которое получится, равно:
[
n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2,09 , \text{моль} \times 0,70 = 1,463 , \text{моль}
]
Шаг 5: Определение массы серной кислоты
Теперь найдем массу серной кислоты. Для этого используем формулу:
[
m = n \cdot M
]
где:
- ( m ) — масса серной кислоты,
- ( n ) — количество молей (1,463 моль),
- ( M ) — молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) = 21 + 32 + 416 = 98 г/моль.
Подставляем значения:
[
m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 1,463 , \text{моль} \times 98 , \text{г/моль} \approx 143.434 , \text{г}
]
Шаг 6: Округление
Теперь округлим результат до целых:
[
m_{\text{H}_2\text{SO}_4} \approx 143 , \text{г}
]
Ответ
Таким образом, масса серной кислоты, образовавшейся из 46,8 дм³ сероводорода при выходе 70%, составляет 143 грамма.
