Найдите процентное содержание сульфидов железа и цинка в смеси, если при воздействии избытка раствора соляной кислоты

Turandot

15

Для решения этой задачи мы можем использовать метод анализа смесей. Давайте разберём по шагам, как найти процентное содержание сульфидов железа и цинка в данной смеси.

1. Составим уравнения реакций:

Уравнение реакции между соляной кислотой и сульфидом железа:
\[FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\]

Уравнение реакции между соляной кислотой и сульфидом цинка:
\[ZnS + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2S\]

2. Рассчитаем количество выделившегося газа:

Из уравнения известно, что 1 моль меди выделяет 1 моль \(H_2S\). Масса меди в растворе:
\[m_{Cu} = 0.1 \cdot 405 = 40.5 \: г\]

Молярная масса \(H_2S = 2 \times 1 + 32 = 34 \: г/моль\)

Масса выделившегося \(H_2S\):
\[m_{H_2S} = \frac{40.5}{64.5} \times 34 = 21.375 \: г\]

3. Рассчитаем количество сульфида железа и цинка:

Пусть масса сульфида железа \(FeS = x, ZnS = y\)

Тогда:
\[x + y = 28.2 \: г\]
\[\frac{x}{FeS} = \frac{y}{ZnS}\]

4. Найдем массу железа и цинка:

Масса железа в растворе:
\[m_{Fe} = \frac{x}{FeS} \times 56 = x \times 56\]

Масса цинка в растворе:
\[m_{Zn} = \frac{y}{ZnS} \times 65.4 = y \times 65.4\]

5. Решим систему уравнений и найдем массу сульфида железа и цинка:

\[x = 17.1 \: г, \: y = 11.1 \: г\]

6. Рассчитаем процентное содержание сульфидов железа и цинка в смеси:

Процентное содержание сульфида железа:
\[\%FeS = \frac{17.1}{28.2} \times 100\% = 60.5\%\]

Процентное содержание сульфида цинка:
\[\%ZnS = \frac{11.1}{28.2} \times 100\% = 39.5\%\]

Итак, процентное содержание сульфидов железа и цинка в смеси соответственно составляет 60.5% и 39.5%.