Номер 1, страница 180 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Вычислите объём сернистого газа (н. у.), который образуется при обжиге 485 кг цинковой обманки, содержащей в качестве примеси 20% оксида кремния (IV).

1. Дано:

m(цинковой обманки) = 485 кг
ω(примесей SiO₂) = 20%

Масса цинковой обманки: m = 485 кг
Массовая доля примесей: ω = 0.2 (в долях от единицы)

Найти:

V(SO₂) - ?

Решение:

1. Цинковая обманка – это минерал, основным компонентом которого является сульфид цинка (ZnS). Примесь в виде оксида кремния(IV) (SiO₂) является инертной и не участвует в реакции обжига (взаимодействия с кислородом при высокой температуре).

2. Определим массовую долю чистого сульфида цинка в предоставленном образце цинковой обманки:
$ω(ZnS) = 100\% - ω(SiO_2) = 100\% - 20\% = 80\%$ или $0.8$ в долях от единицы.

3. Рассчитаем массу чистого сульфида цинка, который вступит в реакцию:
$m(ZnS) = m(\text{цинковой обманки}) \cdot ω(ZnS) = 485 \text{ кг} \cdot 0.8 = 388 \text{ кг}$.

4. Запишем уравнение химической реакции обжига сульфида цинка:
$2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{t} 2ZnO + 2SO_2\uparrow$
Из уравнения видно, что при обжиге сульфида цинка образуется оксид цинка и сернистый газ (диоксид серы).

5. Вычислим молярную массу сульфида цинка (ZnS). Используем относительные атомные массы: $Ar(Zn) \approx 65$, $Ar(S) \approx 32$.
$M(ZnS) = Ar(Zn) + Ar(S) = 65 + 32 = 97 \text{ г/моль}$.
Так как масса дана в килограммах, для удобства будем использовать молярную массу в кг/кмоль: $M(ZnS) = 97 \text{ кг/кмоль}$.

6. Найдем количество вещества сульфида цинка, вступившего в реакцию:
$n(ZnS) = \frac{m(ZnS)}{M(ZnS)} = \frac{388 \text{ кг}}{97 \text{ кг/кмоль}} = 4 \text{ кмоль}$.

7. По уравнению реакции соотношение количеств вещества сульфида цинка и сернистого газа составляет:
$\frac{n(ZnS)}{2} = \frac{n(SO_2)}{2}$
Отсюда следует, что $n(SO_2) = n(ZnS) = 4 \text{ кмоль}$.

8. Вычислим объем сернистого газа (SO₂), образовавшегося при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен $22.4 \text{ л/моль}$ или $22.4 \text{ м³/кмоль}$.
$V(SO_2) = n(SO_2) \cdot V_m = 4 \text{ кмоль} \cdot 22.4 \text{ м³/кмоль} = 89.6 \text{ м³}$.

Ответ: объем сернистого газа, который образуется при обжиге, составляет $89.6 \text{ м³}$.