Какой объем сернистого газа был получен при обжиге 500 г пирита FeS2?

Solnce_2266

51

Для решения этой задачи нам потребуется использовать химические уравнения и применить законы сохранения массы. Давайте разберемся пошагово:

Шаг 1: Запись уравнения реакции
Пирит (FeS2) обжигается воздухом, что приводит к образованию оксида серы (SO2) и оксида железа (Fe2O3). Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

\[4FeS2 + 11O2 \rightarrow 2Fe2O3 + 8SO2\]

Шаг 2: Расчет молярной массы пирита
Находим молярную массу пирита (FeS2) по сумме массы атомов каждого элемента в его формуле. Молярная масса железа (Fe) равна 55.85 г/моль, молярная масса серы (S) равна 32.06 г/моль. Таким образом, молярная масса пирита равна:

\[Fe: 1 \times 55.85 = 55.85 \, \text{г/моль}\]
\[S: 2 \times 32.06 = 64.12 \, \text{г/моль}\]
\[Молярная \, масса \, FeS2 = 55.85 + 64.12 = 119.97 \, \text{г/моль}\]

Шаг 3: Расчет количества вещества пирита
Для этого используем формулу:

\[Молярная \, масса = \frac{Масса}{Количество \, вещества}\]

\[Количество \, вещества = \frac{Масса}{Молярная \, масса}\]
\[Количество \, вещества \, пирита = \frac{500 \, г}{119.97 \, г/моль} = 4.17 \, моль \, (округляем \, до \, второго \, знака \, после \, запятой)\]

Шаг 4: Расчет объема сернистого газа
Исходя из уравнения реакции, видно, что каждые 4 моля пирита (FeS2) дадут 8 молей сернистого газа (SO2). Это означает, что в реакции, по условию, будет образовано такое же количество молей СО2. Следовательно, количество молей СО2 будет равно 4.17 моль:

\[Количество \, молей \, СО2 = 4.17 \, моль\]

Теперь мы можем использовать уравнение состояния газа для вычисления объема газа:

\[V = n \times V_0\]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество молей газа, \(V_0\) - молярный объем газа при стандартных условиях (например, 22.4 л/моль для СО2).

\[V = 4.17 \, моль \times 22.4 \, л/моль = 93.39 \, л\]

Ответ: При обжиге 500 г пирита FeS2 было получено 93.39 л сернистого газа.