Номер 7, страница 13 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 7, страница 13.

Условие.

7. Какой объём сернистого газа (н. у.) можно получить при обжиге 120 г пирита, содержащего 10 % примесей? Какое число молекул будет содержаться в этом объёме сернистого газа?

Решение.

Решение 2.

Дано:

m(пирита) = 120 г

ω(примесей) = 10%

Найти:

V(SO₂) - ?

N(SO₂) - ?

Решение:

Какой объём сернистого газа (н. у.) можно получить при обжиге 120 г пирита, содержащего 10% примесей?

1. Определим массу чистого пирита (дисульфида железа, FeS₂) в исходном образце. Массовая доля примесей составляет 10%, следовательно, массовая доля чистого вещества равна:

$\omega(FeS_2) = 100\% - 10\% = 90\% \text{ или } 0,9$

Масса чистого FeS₂:

$m(FeS_2) = m(пирита) \cdot \omega(FeS_2) = 120 \text{ г} \cdot 0,9 = 108 \text{ г}$

2. Запишем уравнение реакции горения (обжига) пирита:

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

3. Рассчитаем количество вещества (моль) чистого пирита, используя его молярную массу:

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

$n(FeS_2) = \frac{m(FeS_2)}{M(FeS_2)} = \frac{108 \text{ г}}{120 \text{ г/моль}} = 0,9 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции найдем количество вещества образовавшегося сернистого газа (SO₂). Соотношение количеств веществ FeS₂ и SO₂ равно соотношению их стехиометрических коэффициентов:

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

Отсюда, $n(SO_2) = 2 \cdot n(FeS_2) = 2 \cdot 0,9 \text{ моль} = 1,8 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объём SO₂ при нормальных условиях (н. у.), зная, что молярный объём любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль:

$V(SO_2) = n(SO_2) \cdot V_m = 1,8 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 40,32 \text{ л}$

Ответ: 40,32 л.

Какое число молекул будет содержаться в этом объёме сернистого газа?

Для нахождения числа молекул (N) необходимо количество вещества (n) умножить на постоянную Авогадро ($N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$). Количество вещества сернистого газа было рассчитано в предыдущей части:

$n(SO_2) = 1,8 \text{ моль}$

Число молекул SO₂ будет равно:

$N(SO_2) = n(SO_2) \cdot N_A = 1,8 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 10,836 \cdot 10^{23} \text{ молекул} \approx 1,084 \cdot 10^{24} \text{ молекул}$

Ответ: примерно $1,084 \cdot 10^{24}$ молекул.