Какова будет масса сульфида железа, образовавшегося при нагревании 70 г технического железа с содержанием 10% примесей

Stanislav

55

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать информацию о содержании примесей и избытке серы в техническом железе. Также нам понадобиться уравнение химической реакции процесса образования сульфида железа и его молярная масса.

1. Начнем с определения массы сульфида железа. Обозначим ее как \(m_{\text{железосульфида}}\).

2. Сначала нам нужно найти массу чистого железа в исходном образце. Поскольку 10% содержимого - примеси, то чистого железа будет 90%. Используем следующую формулу для вычисления массы чистого железа:
\[m_{\text{железа}} = 0.9 \times m_{\text{технического железа}}\]

3. Теперь нам необходимо узнать, какую массу серы использовали для реакции образования сульфида железа. Поскольку есть избыток серы, то нужно вычесть массу избыточной серы из общей массы серы в реакции. Допустим, избыток серы равен \(m_{\text{избыточной серы}}\).
\[m_{\text{сера}} = m_{\text{технического железа}} \times 0.1 - m_{\text{избыточной серы}}\]

4. Теперь посмотрим на химическую реакцию образования сульфида железа:
\[Fe + S \rightarrow FeS\]
По химическому уравнению, если одна моль железа реагирует с одной молью серы, образуется одна моль сульфида железа.

5. Поскольку молярная масса железа составляет примерно 55.85 г/моль, а молярная масса серы - около 32.06 г/моль, мы можем использовать эти значения, чтобы рассчитать мольные отношения между железом и серой в реакции.

6. Рассчитаем количество молей железа и серы, используя следующие формулы:
\[n_{\text{железа}} = \frac{m_{\text{железа}}}{\text{молярная масса железа}}\]
\[n_{\text{серы}} = \frac{m_{\text{сера}}}{\text{молярная масса серы}}\]

7. Теперь нам нужно определить, какой компонент ограничивает реакцию, то есть какой из реагентов будет исчерпан раньше - железо или сера. Чтобы это сделать, сравним количество молей железа и серы, найденных на предыдущем шаге. Если количество молей железа больше количества молей серы, это означает, что серы не хватит для полной реакции, и количество молей сульфида железа будет определяться количеством молей серы. Если количество молей серы больше, это означает, что железа не хватит, и количество молей сульфида железа будет определяться количеством молей железа.

8. Рассчитаем количество молей сульфида железа, исходя из ограничивающего реагента:
- Если железо ограничивает реакцию, то количество молей сульфида железа будет равно количеству молей железа.
- Если сера ограничивает реакцию, то количество молей сульфида железа будет равно количеству молей серы.

9. Наконец, найдем массу сульфида железа, образовавшуюся при реакции. Для этого рассчитаем массу сульфида железа, используя следующую формулу:
\[m_{\text{железосульфида}} = n_{\text{сульфида железа}} \times \text{молярная масса железосульфида}\]

Теперь у нас есть полное, подробное решение задачи. Пожалуйста, уточните, необходим ли вам результат в числовом виде или есть ли какие-либо другие вопросы по решению этой задачи.