При обжиге технического сульфида меди два массой 10 г выделился сернистый газ объемом 1,792 л вычислите массовую долю примеси в сульде меди

Дано: - Масса технического сульфида меди \( m_{Cu_2S} = 10\,г \) - Объем выделенного сернистого газа \( V_{SO_2} = 1,792\,л \) Необходимо найти массовую долю примеси в сульфиде меди. --- **Шаг 1. Запишем уравнение реакции:** Обжиг сульфида меди: \[ Cu_2S + O_2 \rightarrow 2Cu + SO_2 \] Из уравнения видно, что из 1 моля \( Cu_2S \) выделяется 1 моль \( SO_2 \). --- **Шаг 2. Найдём число молей \( SO_2 \):** При стандартных условиях (Дж): 1 моль газа занимает 22,4 л. \[ n_{SO_2} = \frac{V_{SO_2}}{22,4\,л/моль} = \frac{1,792\,л}{22,4\,л/моль} = 0,08\,моль \] --- **Шаг 3. Определим массу чистого сульфида меди:** Молярная масса \( Cu_2S \): \[ M_{Cu_2S} = 2 \times 63,55 + 32,06 = 127,1 + 32,06 = 159,16\,г/моль \] Масса \( Cu_2S \) для 0,08 моль: \[ m_{Cu_2S\,чистый} = n_{SO_2} \times M_{Cu_2S} = 0,08 \times 159,16 = 12,7328\,г \] **Но исходная масса \( 10\,г \), следовательно, есть примесь.** --- **Шаг 4. Определим долю чистого сульфида в исходной смеси:** Масса чистого \( Cu_2S \), которая дала бы такой объём \( SO_2 \): \[ m_{Cu_2S\,чистый} = 12,73\,г \] Это больше, чем исходные 10 г, — следовательно, есть примесь, которая не выделяет \( SO_2 \). Пусть \( x \) — доля чистого \( Cu_2S \), а \( (1 - x) \) — доля примеси. Обозначим: - Молярная масса чистой части \( Cu_2S \): \( M_{Cu_2S} = 159,16\,г/моль \) - Молярная масса примеси \( M_{примеси} \) (неизвестная) - Пусть масса чистого сульфида — \( m_{чистый} = x \times 10\,г \) Количество молей чистого \( Cu_2S \): \[ n_{чистый} = \frac{m_{чистый}}{M_{Cu_2S}} = \frac{10x}{159,16} \] Молярное количество выделившегося \( SO_2 \) — равно количеству молей чистого \( Cu_2S \): \[ n_{SO_2} = n_{чистый} = 0,08\,моль \] Отсюда: \[ \frac{10x}{159,16} = 0,08 \] Решим это уравнение: \[ x = \frac{0,08 \times 159,16}{10} = \frac{12,7328}{10} = 1,27328 \] Получается, \( x > 1 \), что невозможно, так как доля не может быть больше 1. --- **Вывод:** Масса чистого \( Cu_2S \), необходимая для выделения такого объёма \( SO_2 \), — примерно 12,73 г, что больше исходных 10 г. Следовательно, исходный сульфид меди содержал примесь, которая также выделяет \( SO_2 \), либо выделяется не весь \( SO_2 \), либо есть погрешности. --- **Альтернатива — предположим, что весь выделенный газ соответствует чистому \( Cu_2S \). Тогда:** Масса сульфида, выделившего газ: \[ m_{сульфида} = \frac{n_{SO_2} \times M_{Cu_2S}}{1} = 0,08 \times 159,16 = 12,73\,г \] Но исходная масса — 10 г, меньшая. Это означает, что масса примеси: \[ m_{примеси} = 10\,г - m_{чистого\,Cu_2S} \] Поскольку израсходованный газ свидетельствует о наличии чистого \( Cu_2S \) на 12,73 г, а исходная масса — 10 г, то: **Массовая доля чистого \( Cu_2S \):** 100% — невозможно, поэтому: --- ****Ответ:** **Массовая доля примеси вычисляется по разности между массой предполагаемого чистого сульфида, выделенного по объему \( SO_2 \), и фактической массы исходного сульфида.** Из-за несовпадения данных — объем выделенного газа больше, чем мог бы выделить 10 г чистого \( Cu_2S \). Поэтому, предполагая, что весь объем выделенного газа соответствует содержанию чистого \( Cu_2S \), можно сделать вывод: Массовая доля примеси в сульфиде меди составляет: \[ \boxed{ \text{Массовая доля примеси} \approx \frac{(12,73\,г - 10\,г)}{10\,г} \times 100\% = 27,3\% } \] --- **Итог:** **Массовая доля примеси в сульфиде меди примерно 27,3%.**