ехнический образец сульфида железа (II) массой 50 г, содержащий 5% примесей, обработали избытком разбавленного раствора серной кислоты. Определите объем выделившегося газа.
Давайте разберемся с этим заданием по шагам.
Дано:
- Масса сульфида железа (II), \( m_{FeS} = 50\,г \)
- Примеси: 5%, значит, чистого \(\mathrm{FeS}\) — 95% от общей массы
- Реакция: обработка избытком разбавленной серной кислоты \(\mathrm{H_2SO_4}\)
Цель:
- Определить объем выделившегося газа (в данном случае — \(\mathrm{H_2S}\))
Шаг 1. Вычисляем массу чистого \(\mathrm{FeS}\)
Масса чистого \(\mathrm{FeS}\):
\[ m_{чистого\,FeS} = 50\,г \times 0,95 = 47,5\,г \]
Масса примесей — 2,5 г, но при вычислениях они не участвуют, так как мы анализируем только чистый \(\mathrm{FeS}\).
Шаг 2. Напишем уравнение реакции
При взаимодействии с серной кислотой \(\mathrm{H_2SO_4}\), железосульфид реагирует следующим образом:
\[ \mathrm{FeS} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{FeSO_4} + \mathrm{H_2S} \uparrow \]
Обратите внимание, что выделяется газ \(\mathrm{H_2S}\).
Шаг 3. Определяем количество вещества \(\mathrm{FeS}\)
Молярная масса \(\mathrm{FeS}\):
\[ M_{FeS} = M_{Fe} + M_{S} = 55,8 + 32,06 \approx 87,86\,г/\text{моль} \]
Количество вещества \(\mathrm{FeS}\):
\[ n_{FeS} = \frac{m_{чистого\,FeS}}{M_{FeS}} = \frac{47,5\,г}{87,86\,г/моль} \approx 0,541\,\text{моль} \]
Шаг 4. Определяем объем выделяющегося \(\mathrm{H_2S}\)
Из реакции видно, что 1 моль \(\mathrm{FeS}\) дает 1 моль \(\mathrm{H_2S}\). Поэтому:
\[ n_{H_2S} = n_{FeS} \approx 0,541\,\textоль \]
Объем газа при стандартных условиях (нормальные условия) — 1 моль газа занимает 22,4 литра.
\[ V_{H_2S} = n_{H_2S} \times 22,4\,л/моль \approx 0,541 \times 22,4 \approx 12,14\,л \]
Ответ:
Объем выделившегося газа \(\mathrm{H_2S}\) составляет примерно 12,14 литров.
Если нужно более подробно или есть уточнения — скажите!
