Чтобы решить задачу, сначала разберем уравнение реакции и необходимые расчеты.
Шаг 1: Понять уравнение реакции
В данной реакции натрий (Na) реагирует с серой (S) с образованием сульфида натрия (Na₂S). Полное уравнение реакции выглядит так:
[ 2Na + S \rightarrow Na_2S ]
Это уравнение говорит о том, что для получения одного моля Na₂S необходимо два mole натрия и один моль серы.
Шаг 2: Определить количество чистой серы в 16 кг с учетом примесей
Во-первых, нам нужно узнать, сколько чистой серы содержится в 16 кг образца, который имеет 25% примесей.
Поскольку 25% – это содержание примесей, значит 75% – это чистая сера.
Чистая сера (м) = 75% от 16 кг:
[
м_{S} = 16 , \text{кг} \times 0.75 = 12 , \text{кг}
]
Шаг 3: Рассчитать количество натрия, необходимого для реакции
Теперь мы знаем, что у нас есть 12 кг чистой серы. Используем стехиометрию реакции, чтобы определить, сколько натрия нужно для реагирования с этой серой.
Молярная масса серы (S) ≈ 32 г/моль. Теперь найдем, сколько моль серы в 12 кг:
[
\text{моль серы} = \frac{м_{S}}{\text{молярная масса S}} = \frac{12000 , \text{г}}{32 , \text{г/моль}} \approx 375 , \text{моль}
]
Согласно уравнению реакции, на каждый моль серы требуется 2 моль натрия:
[
\text{моль натрия} = 2 \times \text{моль серы} = 2 \times 375 , \text{моль} \approx 750 , \text{моль}
]
Шаг 4: Перевести количество моль натрия в килограммы
Теперь найдем массу натрия, зная его молярную массу, которая составляет приблизительно 23 г/моль.
[
м_{Na} = \text{моль натрия} \times \text{молярная масса Na} = 750 , \text{моль} \times 23 , \text{г/моль} = 17250 , \text{г}
]
Теперь переведем граммы в килограммы:
[
м_{Na} = \frac{17250 , \text{г}}{1000} = 17.25 , \text{кг}
]
Шаг 5: Ответ
Для реакции взаимодействия с 16 кг серы, содержащей 25% примесей, потребуется:
17.25 кг натрия.
Таким образом, мы пришли к ответу, рассматривая каждый шаг процесса для полного понимания задачи.
