При обжиге технического сульфида меди(II) массой 5,21 г получили сернистый газ объемом 896 мл (н.у.). Вычислите массовую долю (%) примесей в техническом образце сульфида меди(II).…
При обжиге технического сульфида меди(II) массой 5,21 г получили сернистый газ объемом 896 мл (н.у.). Вычислите массовую долю (%) примесей в техническом образце сульфида меди(II). (Запишите число с точностью до десятых.)
Для решения задачи найдем массу сернистого газа, образующегося при обжиге сульфида меди (CuS).
- Вычислим количество молей сернистого газа (\(SO_2\)), используя идеальный газ:
Поскольку объем газа при нормальных условиях (н.у.) равен 22,4 л на 1 моль, сначала преобразуем объем в литры: \[ V = 896 \, \text{мл} = 0,896 \, \text{л} \]
Теперь найдем количество молей газов (\(n\)): \[ n = \frac{V}{22.4} = \frac{0.896}{22.4} \approx 0.0400 \, \text{моль} \]
Запишем уравнение реакции обжига сульфида меди: \[ 2 \, CuS + 3 \, O_2 \rightarrow 2 \, CuO + 2 \, SO_2 \] Из уравнения следует, что на 2 моль \(CuS\) образуется 2 моль \(SO_2\). Значит, из 0.0400 моль \(SO_2\) образуется: \[ 0.0400 \, \text{моль} \, SO_2 \Rightarrow 0.0400 \, \text{моль} \, CuS \]
Найдем массу сульфида меди, которая сгорела: Молярная масса \(CuS\):
- \(Cu\) (медный) = 63.5 г/моль
- \(S\) (сера) = 32.1 г/моль
Следовательно, молярная масса \(CuS = 63.5 + 32.1 = 95.6 \, \text{г/моль}\).
Теперь находим массу \(CuS\): \[ m_{CuS} = n \cdot M = 0.0400 \, \text{моль} \cdot 95.6 \, \text{г/моль} \approx 3.828 \, \text{г} \]
Теперь найдем количество примесей в образце. Масса образца была 5.21 г, значит: \[ m_{\text{примеси}} = m_{\text{образца}} - m_{CuS} = 5.21 \, \text{г} - 3.828 \, \text{г} \approx 1.382 \, \text{г} \]
Теперь вычислим массовую долю примесей: \[ \text{Массовая доля (\%)} = \left( \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{образца}}} \right) \cdot 100 = \left( \frac{1.382}{5.21} \right) \cdot 100 \approx 26.5 \% \]
Таким образом, массовая доля примесей в техническом образце сульфида меди(II) составляет 26.5 %.
