Смесь сульфидов цинка и железа(II) растворили в избытке соляной кислоты, получив раствор, в котором массовая доля соли цинка в 3,21 раза больше массовой доли второй соли. Выделившийся при растворении газ прореагировал в сернокислотной среде точно с 100 мл раствора перманганата калия, концентрация которого 0,16 моль/л. Рассчитайте массовую долю сульфида цинка в исходной смеси сульфидов металлов.В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Класс, разберёмся по шагам и подскажу, как выйти к ответу.
Подсказка (стратегия решения):
- Сначала найди количество выделившегося H2S из-за реакций с KMnO4.
- n(KMnO4) = C · V = 0,16 М · 0,100 л = 0,016 моль
- По уравнению для окисления H2S: 5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 → ..., на 2 моля KMnO4 приходится 5 молей H2S.
- Следовательно n(H2S) = (5/2) · n(KMnO4) = 0,04 моль
- Обозначь количество FeS и ZnS в исходной смеси через x и y моль.
- FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S, ZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S
- Из реакции с газом H2S: x + y = 0,04
- Массы образовавшихся солей зависят от моль массы FeCl2 и ZnCl2:
- m(FeCl2) = (моль FeS) · M(FeCl2) = x · 127 г/моль (около 128, берём близко к реальному)
- m(ZnCl2) = (моль ZnS) · M(ZnCl2) = y · 136 г/моль (около 136)
- По условию массовые доли таковы: m(ZnCl2) = 3,21 · m(FeCl2).
- То есть 136y = 3,21 · 127x. Отсюда y ≈ 3x.
- Реши систему:
- x + y = 0,04
- y ≈ 3x
- Получишь x ≈ 0,01 моль, y ≈ 0,03 моль
- Теперь найди массы исходных сульфидов ZnS и FeS:
- Молярные массы: M(FeS) ≈ 88 г/моль, M(ZnS) ≈ 97 г/моль
- m(FeS) = x · M(FeS) ≈ 0,01 · 88 = 0,88 г
- m(ZnS) = y · M(ZnS) ≈ 0,03 · 97 = 2,91 г
- Общее масса смеси ≈ 0,88 + 2,91 = 3,79 г
-mass fraction ZnS: w(ZnS) = m(ZnS) / m(смеси) ≈ 2,91 / 3,79 ≈ 0,768 → 76,8%
Если хочешь, могу прогнать вычисления ещё раз по твоим промежуточным шагам и проверить, где могла возникнуть ошибка. Но общий принцип и итоговые цифры именно такие: w(ZnS) ≈ 0,768 (76,8%).
Пожалуйста, оцените мой ответ лайком или дизлайком.