Какой объем сероводорода можно произвести при реакции 58.5 г сульфида железа(2), в котором содержится 10% примесей

Космос

10

Для решения данной задачи нам необходимо использовать химическое уравнение реакции, а также произвести расчеты, учитывая данные о начальных веществах.

Химическое уравнение реакции между сульфидом железа(2) и соляной кислотой имеет вид:

\[FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\]

Дано: масса сульфида железа(2) = 58.5 г, содержащего 10% примесей (следовательно, чистого сульфида железа(2) в смеси будет 90% от общей массы).

Чтобы найти мольную массу чистого сульфида железа(2), нужно узнать его состав. Молярная масса железа равна приблизительно 55.85 г/моль, а серы - 32.06 г/моль.

Масса чистого сульфида железа(2) в смеси равна 58.5 г * 0.9 = 52.65 г.

Теперь проведем расчеты:

1. Рассчитаем количество молей сульфида железа(2):

\(\text{моль} = \frac{{\text{масса}}}{{\text{молярная масса}}} = \frac{{52.65 \, \text{г}}}{{55.85 \, \text{г/моль}}} = 0.942 \, \text{моль}\)

2. Так как реагенты в реакции соединяются в пропорции 1:2, количество молей сульфида железа(2) будет соответствовать половине от количества молей сероводорода, который будет образован.

Количество молей сероводорода:

\(\text{моль} = 0.942 \, \text{моль} \times \frac{1}{2} = 0.471 \, \text{моль}\)

3. Теперь посчитаем объем сероводорода при стандартных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосфера). По идеальному газовому закону:

\[V = \frac{{n \times R \times T}}{{P}}\]

где:
\(V\) - объем газа,
\(n\) - количество молей газа,
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0.0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot \text{К}\)),
\(T\) - температура в Кельвинах,
\(P\) - давление.

Так как речь идет о стандартных условиях, то температура будет равна 273.15 К и давление - 1 атмосфера.

Тогда:

\[V = \frac{{0.471 \, \text{моль} \times 0.0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot \text{К} \times 273.15 \, \text{К}}}{{1 \, \text{атм}}} = 10.31 \, \text{л}\]

Таким образом, объем сероводорода, который будет произведен при данной реакции, составляет 10.31 л.

Надеюсь, данное пошаговое решение помогло вам понять, как решить данную задачу. Если возникнут еще вопросы, пожалуйста, обращайтесь!