Задача, страница 28 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. 60 г железных опилок нагревали с 32 г порошка серы. Можно ли извлечь железо из получившихся темно-коричневых кристаллов? Какова масса полученного вещества?

Ответ: 88 г сульфидажелеза (II).

Можно ли извлечь железо из получившихся темно-коричневых кристаллов?

При нагревании железных опилок с порошком серы происходит химическая реакция, в результате которой образуется новое вещество — сульфид железа(II). Это соединение имеет химическую формулу $FeS$ и представляет собой темно-коричневые (или черные) кристаллы.

В отличие от смеси, где компоненты сохраняют свои индивидуальные свойства и могут быть разделены физическими методами (например, смесь железа и серы можно разделить магнитом), в химическом соединении атомы железа и серы прочно связаны химической связью. Полученное вещество, сульфид железа(II), уже не обладает магнитными свойствами, характерными для железа, и имеет свойства, отличные от свойств исходных серы и железа.

Поэтому извлечь чистое железо из кристаллов сульфида железа(II) физическими методами (например, просеиванием, действием магнита или переплавкой) невозможно. Для получения железа из этого соединения необходимо провести другие химические реакции (например, обжиг с последующим восстановлением).

Ответ: Нет, извлечь железо из получившихся кристаллов сульфида железа(II) простыми физическими методами невозможно, так как в результате реакции образовалось новое химическое соединение с иными свойствами.

Какова масса полученного вещества?

Дано:

Масса железных опилок $m(Fe) = 60\ г$

Масса порошка серы $m(S) = 32\ г$

Найти:

Массу полученного вещества $m(FeS)\ -\ ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции, которая происходит при нагревании железа с серой:

$Fe + S \rightarrow FeS$

Продуктом реакции является сульфид железа(II).

2. Чтобы определить массу продукта, нужно выяснить, полностью ли прореагировали исходные вещества, или одно из них было в избытке. Для этого рассчитаем количество вещества (число молей) железа и серы.

Молярные массы (из Периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева):

Молярная масса железа: $M(Fe) \approx 56\ г/моль$

Молярная масса серы: $M(S) \approx 32\ г/моль$

3. Рассчитаем количество вещества ($\nu$) каждого реагента по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

Количество вещества железа: $\nu(Fe) = \frac{60\ г}{56\ г/моль} \approx 1.07\ моль$

Количество вещества серы: $\nu(S) = \frac{32\ г}{32\ г/моль} = 1\ моль$

4. Согласно уравнению реакции, железо и сера реагируют в мольном соотношении 1:1. Сравнивая полученные количества веществ, видим, что серы (1 моль) меньше, чем железа (~1.07 моль). Это означает, что сера является лимитирующим реагентом (прореагирует полностью), а железо находится в избытке.

5. Расчет массы продукта реакции ведется по лимитирующему реагенту, то есть по сере. Из уравнения реакции следует, что из 1 моль серы образуется 1 моль сульфида железа(II). Следовательно:

$\nu(FeS) = \nu(S) = 1\ моль$

6. Найдем молярную массу сульфида железа(II):

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

7. Рассчитаем массу полученного сульфида железа(II) по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(FeS) = \nu(FeS) \cdot M(FeS) = 1\ моль \cdot 88\ г/моль = 88\ г$

Этот же результат можно получить, используя закон сохранения массы. В реакцию вступит 32 г серы и соответствующее ей количество железа. Масса прореагировавшего железа: $m_{реаг}(Fe) = \nu(S) \cdot M(Fe) = 1\ моль \cdot 56\ г/моль = 56\ г$. Тогда масса продукта: $m(FeS) = m(S) + m_{реаг}(Fe) = 32\ г + 56\ г = 88\ г$.

Ответ: Масса полученного вещества (сульфида железа(II)) составляет 88 г.