Номер 2.37, страница 49, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.37. При обжиге 125 кг пирита ($ \text{FeS}_2 $) получили 44,8 л оксида серы(IV) (н. у.). Определите массовую долю (в процентах) примесей в пирите.

Дано:

$m(\text{пирита}) = 125 \text{ кг}$

$V(SO_2) = 44,8 \text{ л (н. у.)}$

$m(\text{пирита}) = 125 \text{ кг} = 125000 \text{ г}$

Найти:

$w(\text{примесей}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции обжига пирита. Пирит ($FeS_2$) взаимодействует с кислородом ($O_2$) с образованием оксида железа(III) ($Fe_2O_3$) и оксида серы(IV) ($SO_2$):

$4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2$

2. Найдем количество вещества (моль) оксида серы(IV), полученного в результате реакции. Так как газ находится при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$n(SO_2) = \frac{V(SO_2)}{V_m} = \frac{44,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества чистого пирита ($FeS_2$), которое вступило в реакцию для образования 2 моль $SO_2$. Согласно стехиометрическим коэффициентам:

$\frac{n(FeS_2)}{4} = \frac{n(SO_2)}{8}$

$n(FeS_2) = \frac{4 \cdot n(SO_2)}{8} = \frac{1}{2} \cdot n(SO_2) = \frac{1}{2} \cdot 2 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу 1 моль чистого пирита. Для этого сначала найдем его молярную массу:

$M(FeS_2) = M(Fe) + 2 \cdot M(S) = 56 + 2 \cdot 32 = 120 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массу прореагировавшего пирита:

$m(FeS_2) = n(FeS_2) \cdot M(FeS_2) = 1 \text{ моль} \cdot 120 \text{ г/моль} = 120 \text{ г}$

5. Теперь мы знаем, что в 125 кг (125000 г) исходного образца содержалось всего 120 г чистого $FeS_2$. Остальная масса приходится на примеси. Найдем массу примесей:

$m(\text{примесей}) = m(\text{образца}) - m(FeS_2) = 125000 \text{ г} - 120 \text{ г} = 124880 \text{ г}$

6. Определим массовую долю примесей в образце пирита:

$w(\text{примесей}) = \frac{m(\text{примесей})}{m(\text{образца})} \cdot 100\% = \frac{124880 \text{ г}}{125000 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,99904 \cdot 100\% = 99,904\%$

Ответ: массовая доля примесей в пирите составляет 99,904%.