Номер 2.56, страница 51, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.56. Масса сульфида железа(II) с массовой долей примесей 12%, необходимого для получения 2,8 л сероводорода (н. у.), равна

1) 10 г

2) 12,32 г

3) 15 г

4) 17 г

Дано:

Массовая доля примесей в сульфиде железа(II), $w(\text{примесей}) = 12\%$

Объем сероводорода, $V(\text{H}_2\text{S}) = 2,8 \text{ л}$

Условия: нормальные (н. у.)

$w(\text{примесей}) = 0,12$

$V(\text{H}_2\text{S}) = 2,8 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(\text{техн. FeS})$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции получения сероводорода ($ \text{H}_2\text{S} $) из сульфида железа(II) ($ \text{FeS} $) при его взаимодействии с кислотой, например, с соляной кислотой ($ \text{HCl} $):

$ \text{FeS} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\text{S}\uparrow $

2. Из уравнения реакции следует, что из 1 моль сульфида железа(II) образуется 1 моль сероводорода. Таким образом, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$ n(\text{FeS}) = n(\text{H}_2\text{S}) $

3. Рассчитаем количество вещества сероводорода, объем которого при нормальных условиях (н. у.) составляет 2,8 л. Молярный объем идеального газа при н. у. $ V_m = 22,4 \text{ л/моль} $.

$ n(\text{H}_2\text{S}) = \frac{V(\text{H}_2\text{S})}{V_m} = \frac{2,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,125 \text{ моль} $

4. Согласно стехиометрии реакции, для получения 0,125 моль сероводорода потребуется 0,125 моль чистого сульфида железа(II).

$ n(\text{чист. FeS}) = 0,125 \text{ моль} $

5. Вычислим молярную массу сульфида железа(II), используя округленные значения относительных атомных масс элементов: $ \text{Ar(Fe)} \approx 56 $ и $ \text{Ar(S)} \approx 32 $.

$ M(\text{FeS}) = \text{Ar(Fe)} + \text{Ar(S)} = 56 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} = 88 \text{ г/моль} $

6. Найдем массу чистого сульфида железа(II), необходимого для реакции.

$ m(\text{чист. FeS}) = n(\text{чист. FeS}) \cdot M(\text{FeS}) = 0,125 \text{ моль} \cdot 88 \text{ г/моль} = 11 \text{ г} $

7. По условию, исходный образец сульфида железа(II) является техническим и содержит 12% примесей. Найдем массовую долю чистого $ \text{FeS} $ в этом образце.

$ w(\text{чист. FeS}) = 100\% - w(\text{примесей}) = 100\% - 12\% = 88\% = 0,88 $

8. Рассчитаем общую массу технического сульфида железа(II), необходимого для получения заданного объема сероводорода.

$ m(\text{техн. FeS}) = \frac{m(\text{чист. FeS})}{w(\text{чист. FeS})} = \frac{11 \text{ г}}{0,88} = 12,5 \text{ г} $

Полученное в ходе расчетов значение (12,5 г) отсутствует среди предложенных вариантов ответа. Однако, вариант 2) 12,32 г является наиболее близким к расчетному значению. Расхождение, вероятно, связано с округлением исходных данных в условии задачи. Если выполнить обратный расчет, исходя из массы 12,32 г, то объем полученного сероводорода составит $ \approx 2,76 \text{ л} $, что очень близко к 2,8 л. Следовательно, этот вариант является наиболее вероятным ответом.

Ответ:

2) 12,32 г