Каков процентный выход газа от теоретически возможного при обжиге 40 грамм сульфида меди, из которых получено 4,48

Солнечный_Шарм

24

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо сначала определить количество газа, которое можно получить из 40 граммов сульфида меди, используя химическую реакцию обжига сульфида меди.

Реакция обжига сульфида меди (CuS) выглядит следующим образом:

\[CuS \rightarrow Cu + SO_2\]

Из уравнения реакции видно, что за каждый моль сульфида меди образуется один моль сернистого газа (SO_2) и один моль меди (Cu). Теперь, чтобы определить количество газа, сформировавшегося при обжиге 40 граммов сульфида меди, мы должны сначала вычислить количество молей сульфида меди и затем использовать это число для вычисления количества молей сернистого газа.

1. Рассчитаем молярную массу сульфида меди (CuS). Молярная масса серы (S) равна 32,07 г/моль, а молярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль. Суммируя эти значения, мы получаем молярную массу сульфида меди:

\[ММ(CuS) = ММ(Cu) + ММ(S) = 63,55 + 32,07 = 95,62 \, г/моль\]

2. Теперь вычислим количество молей сульфида меди (CuS) в 40 граммах с использованием соотношения:

\[Кол-во \, молей(CuS) = \frac{масса(CuS)}{ММ(CuS)} = \frac{40 \, г}{95,62 \, г/моль}\]

\[Кол-во \, молей(CuS) \approx 0,4184 \, моль\]

3. Используя соотношение из уравнения реакции, мы можем сказать, что каждый моль сульфида меди превращается в один моль сернистого газа (SO_2). Таким образом, количество молей сернистого газа будет таким же, как и количество молей сульфида меди:

\[Кол-во \, молей(SO_2) = 0,4184 \, моль\]

4. Для подсчета объема сернистого газа, образовавшегося при обжиге 40 граммов сульфида меди, мы можем использовать идеальный газовый закон. Учитывая, что условия нормального состояния для газа включают температуру 273 К и давление 1 атмосферы, мы можем использовать следующую формулу:

\[V = nRT/P\]

где
V - объем газа,
n - количество молей газа,
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
T - температура в Кельвинах,
P - давление газа.

В нашем случае, у нас есть количество молей (0,4184 моль), температура (273 К) и давление (1 атмосфера). Подставив все значения в формулу, мы найдем объем газа:

\[V = 0,4184 \, моль \cdot 0,0821 \, л·атм/(моль·К) \cdot 273 \, К / 1 \, атм\]

\[V \approx 9,89 \, литров\]

Таким образом, было получено примерно 9,89 литров сернистого газа при обжиге 40 граммов сульфида меди. Чтобы найти процентный выход газа от теоретически возможного, мы используем следующую формулу:

\[\% \, выхода = \frac{фактический \, объем}{теоретический \, объем} \times 100\%\]

\[\% \, выхода = \frac{4,48 \, л}{9,89 \, л} \times 100\%\]

\[\% \, выхода \approx 45,2\%\]