Какое количество теплоты выделилось в результате сжигания 48 г минерала, который содержит 46,7% железа и 53,3% серы

Мистическая_Феникс

9

Хорошо, решим задачу по частям.

1. Рассчитаем количество железа и серы в минерале.

Масса железа:
\[m_{\text{железа}} = m_{\text{минерала}} \times \frac{\text{содержание железа}}{100}\]
\[m_{\text{железа}} = 48 \, \text{г} \times \frac{46.7}{100} = 22.416 \, \text{г}\]

Масса серы:
\[m_{\text{серы}} = m_{\text{минерала}} \times \frac{\text{содержание серы}}{100}\]
\[m_{\text{серы}} = 48 \, \text{г} \times \frac{53.3}{100} = 25.584 \, \text{г}\]

2. Рассчитаем количество теплоты, выделившейся при сжигании минерала.

С учетом известных значений теплот образования, можем записать реакцию сжигания минерала в избытке кислорода:

\[2\text{FeS} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{FeO} + 2\text{SO}_2\]

Рассчитаем количество веществ в реакции:

Мольные массы:
\[M_{\text{Fe}} = 55.845 \, \text{г/моль}\]
\[M_{\text{S}} = 32.06 \, \text{г/моль}\]
\[M_{\text{O}} = 16.00 \, \text{г/моль}\]

Количество молей железа:
\[n_{\text{Fe}} = \frac{m_{\text{железа}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac{22.416}{55.845} = 0.401 \, \text{моль}\]

Количество молей серы:
\[n_{\text{S}} = \frac{m_{\text{серы}}}{M_{\text{S}}} = \frac{25.584}{32.06} = 0.798 \, \text{моль}\]

Избыток кислорода:
\[n_{\text{O}_2} = 3n_{\text{S}} = 3 \times 0.798 = 2.394 \, \text{моль}\]

Теплота реакции сжигания:
\[Q_{\text{сж}} = n_{\text{S}} \times \Delta H_{\text{сж}} + n_{\text{Fe}} \times \Delta H_{\text{обраб}}\]
\[Q_{\text{сж}} = 0.798 \times -297 + 0.401 \times 824 = -235.206 \, \text{кДж}\]

Так как количество теплоты выделяется при сжигании, ответ будет иметь отрицательное значение. Ответ: \(-235.206 \, \text{кДж}\).

3. Рассчитаем количество теплоты, выделившейся при прокаливании алюминия.

С учетом известных значений теплот образования, можем записать реакцию прокаливания алюминия с твердым продуктом сгорания:

\[2\text{Al} + \text{Fe}_2\text{O}_3 \rightarrow 2\text{Fe} + \text{Al}_2\text{O}_3\]

Рассчитаем количество веществ в реакции:

Количество молей алюминия:
\[n_{\text{Al}} = \frac{m_{\text{алюминия}}}{M_{\text{Al}}} = \frac{18.1}{26.98} = 0.672 \, \text{моль}\]

Теплота реакции прокаливания:
\[Q_{\text{прок}} = n_{\text{Al}} \times \Delta H_{\text{ал}}\]
\[Q_{\text{прок}} = 0.672 \times 1675 = 1123.4 \, \text{кДж}\]

Ответ: \(1123.4 \, \text{кДж}\).

В результате сжигания 48 г минерала, содержащего 46,7% железа и 53,3% серы, в избытке кислорода выделилось 235,206 кДж теплоты. При прокаливании 18,1 г алюминия с твердым продуктом сгорания выделилось 1123,4 кДж теплоты.