Какой объем 14,7%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,105 г/мл) нужно добавить к сульфиду железа (II

Смешарик

48

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся следующие шаги:

1. Найдем массу сероводорода, которую необходимо получить. Мы знаем, что объем сероводорода (V) равен 8,4 л.

2. Найдем количество вещества сероводорода, используя уравнение реакции между серной кислотой (H2SO4) и сульфидом железа (II) (FeS). Это уравнение имеет вид:
H2SO4 + FeS → FeSO4 + H2S

Согласно уравнению реакции, 1 моль H2SO4 соответствует 1 молю H2S. Таким образом, мы должны найти количество вещества H2S, соответствующее 8,4 л.

3. Найдем массу серной кислоты, необходимую для получения нужного количества сероводорода. Для этого нам понадобится массовая доля серной кислоты в растворе.

4. Рассчитаем объем раствора серной кислоты, имеющей нужную массовую долю, который нужно добавить к сульфиду железа (II).

Шаг 1: Расчет массы сероводорода

Объем сероводорода (V) равен 8,4 л. Мы знаем, что один моль газа при нормальных условиях (н.у.) занимает объем 22,4 л. Поэтому, мы можем рассчитать количество вещества сероводорода (n) следующим образом:

\[ n = \dfrac{V}{V_m} \]

где \( V_m \) - молярный объем газа при н.у., равный 22,4 л/моль.

\[ n = \dfrac{8,4}{22,4} \]

Шаг 2: Расчет массы серной кислоты

Мы знаем, что для реакции между серной кислотой и сульфидом железа (II) требуется 1 моль серной кислоты на 1 моль сероводорода. Поэтому количество вещества серной кислоты будет равно количеству вещества сероводорода:

\[n(H_2SO_4) = n(H_2S) \]

Шаг 3: Расчет массовой доли серной кислоты

Массовая доля (w) равна отношению массы составляющей к общей массе раствора. Мы знаем, что плотность серной кислоты равна 1,105 г/мл. Зная плотность и объем, мы можем рассчитать массу серной кислоты (m):

\[ m = \rho \cdot V \]

где \( \rho \) - плотность серной кислоты.

Шаг 4: Расчет объема раствора серной кислоты

Объем раствора (V) равен отношению массы раствора (m) к плотности раствора (d):

\[ V = \dfrac{m}{d} \]

Теперь, когда у нас есть все необходимые шаги, давайте начнем рассчитывать.

Данные:
Объем сероводорода (V) = 8,4 л
Плотность серной кислоты (\( \rho \)) = 1,105 г/мл

Шаг 1: Расчет массы сероводорода:
\[ n = \dfrac{8,4}{22,4} \]

Вычислим:
\[ n \approx 0,375 \, \text{моль} \, H_2S \]

Шаг 2: Расчет массы серной кислоты:
\[ m(H_2SO_4) = n(H_2S) \]

Вычислим:
\[ m(H_2SO_4) \approx 0,375 \, \text{моль} \, H_2SO_4 \]

Шаг 3: Расчет массовой доли серной кислоты:
Масса серной кислоты (m) будет равна массовой доле (\( \omega \)) в процентах, умноженной на массу раствора (\( m \)):

\[ m = \omega \cdot m \]

Вычислим:
\[ m = 0,147 \times m \]

Так как масса раствора (\( m \)) равна массе серной кислоты (\( m(H_2SO_4) \)), то уравнение преобразуется:

\[ m(H_2SO_4) = 0,147 \times m(H_2SO_4) \]

Вычислим:
\[ m(H_2SO_4) \approx 0,147 \times 0,375 \, \text{моль} \, H_2SO_4 \]

Шаг 4: Расчет объема раствора серной кислоты:
\[ V = \dfrac{m}{d} \]

Вычислим:
\[ V = \dfrac{0,147 \times 0,375}{1,105} \, \text{л} \]

Таким образом, нам нужно добавить примерно 0,049 л (или 49 мл) 14,7%-ного раствора серной кислоты к сульфиду железа (II), чтобы получить 8,4 л сероводорода (н.у.).

Пожалуйста, обратите внимание, что приведенное решение является условным и предоставлено исключительно в информационных целях. Это важно обратиться к учебнику или преподавателю для получения подробных инструкций и тщательного решения.