Номер 9, страница 56 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

9. Смешали 14 г порошкообразного железа с 14 г порошкообразной серы. Смесь нагрели. Найдите массу сульфида железа, если известно, что Fe и S в данном случае соединяются в массовых отношениях 7 : 4.

Дано:

Масса порошкообразного железа $m(\text{Fe}) = 14 \text{ г}$
Масса порошкообразной серы $m(\text{S}) = 14 \text{ г}$
Массовое соотношение реагентов $m(\text{Fe}) : m(\text{S}) = 7 : 4$

В системе СИ:
$m(\text{Fe}) = 0.014 \text{ кг}$
$m(\text{S}) = 0.014 \text{ кг}$

Найти:

Массу сульфида железа $m(\text{FeS})$ — ?

Решение:

При нагревании железо вступает в реакцию с серой с образованием сульфида железа. Уравнение реакции:
$\text{Fe} + \text{S} \xrightarrow{t^\circ} \text{FeS}$

По условию задачи известно, что железо и сера соединяются в массовом отношении $7 : 4$. Это означает, что для реакции требуется 7 массовых частей железа на 4 массовые части серы.

В наличии имеется 14 г железа и 14 г серы. Необходимо определить, какое из веществ находится в избытке, а какое прореагирует полностью и, следовательно, является лимитирующим реагентом.

Рассчитаем, какая масса серы потребуется для полной реакции с 14 г железа. Составим пропорцию, используя заданное соотношение масс:

$\frac{m(\text{Fe})}{m(\text{S})} = \frac{7}{4}$

Подставим известную массу железа:

$\frac{14 \text{ г}}{m_{\text{реаг.}}(\text{S})} = \frac{7}{4}$

Отсюда масса серы, необходимая для реакции, составляет:

$m_{\text{реаг.}}(\text{S}) = \frac{14 \text{ г} \times 4}{7} = 2 \text{ г} \times 4 = 8 \text{ г}$

В наличии имеется 14 г серы, что больше, чем требуемые 8 г. Следовательно, сера находится в избытке, а железо является лимитирующим реагентом и прореагирует полностью.

Масса непрореагировавшей (избыточной) серы составит:

$m_{\text{изб.}}(\text{S}) = m_{\text{исх.}}(\text{S}) - m_{\text{реаг.}}(\text{S}) = 14 \text{ г} - 8 \text{ г} = 6 \text{ г}$

Согласно закону сохранения массы, масса продукта реакции (сульфида железа) равна сумме масс вступивших в реакцию реагентов:

$m(\text{FeS}) = m_{\text{реаг.}}(\text{Fe}) + m_{\text{реаг.}}(\text{S})$

$m(\text{FeS}) = 14 \text{ г} + 8 \text{ г} = 22 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося сульфида железа составляет 22 г.