Какой объем сероводорода будет получен при реакции избытка соляной кислоты с 58.5 г сульфида железа (2), содержащего
Какой объем сероводорода будет получен при реакции избытка соляной кислоты с 58.5 г сульфида железа (2), содержащего 10% примесей? Можете преподнести подробное решение?
Магия_Реки 56
Для начала, давайте запишем химическое уравнение реакции между соляной кислотой (HCl) и сульфидом железа (FeS):\[FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\]
Из уравнения видно, что для реакции требуется 2 молекулы HCl на каждую молекулу FeS.
Теперь посчитаем количество молей FeS в данном примере. Для этого нам понадобится знать молярную массу FeS. Молярная масса FeS рассчитывается как сумма атомных масс железа и серы. Молярная масса железа (Fe) равна 55.845 г/моль, а молярная масса серы (S) равна 32.06 г/моль.
\[\text{Молярная масса FeS} = \text{масса Fe} + \text{масса S}\]
\[\text{Молярная масса FeS} = 55.845 \, \text{г/моль} + 32.06 \, \text{г/моль} = 87.905 \, \text{г/моль}\]
Теперь мы можем вычислить количество молей FeS:
\[\text{Количество молей FeS} = \frac{\text{масса FeS}}{\text{молярная масса FeS}}\]
\[\text{Количество молей FeS} = \frac{58.5 \, \text{г}}{87.905 \, \text{г/моль}}\]
\[\text{Количество молей FeS} \approx 0.665 \, \text{моль}\]
Так как вводятся избытки соляной кислоты, мы предполагаем, что соляная кислота является избыточным реагентом, а FeS — ограничивающим реагентом. Это означает, что вся соляная кислота будет использована в реакции, а FeS будет полностью преобразован в сероводород.
Так как соотношение FeS и H2S в реакции 1:1, количество молей H2S, образующегося в реакции, будет такое же, как количество молей FeS:
\[\text{Количество молей H2S} = 0.665 \, \text{моль}\]
Наконец, мы можем вычислить объем H2S при стандартных условиях (0°C и 1 атм) с использованием уравнения состояния идеального газа PV = nRT. Подставляя значения, получаем:
\[V = \frac{nRT}{P}\]
\[V = \frac{(0.665 \, \text{моль})(0.0821 \, \text{л}\cdot\text{атм/моль}\cdot\text{K})(273 \, \text{K})}{1 \, \text{атм}}\]
\[V \approx 14 \, \text{литров}\]
Таким образом, при реакции избытка соляной кислоты с 58.5 г сульфида железа (2), содержащего 10% примесей, будет получено примерно 14 литров сероводорода.