Question

Определите массу цинковой обманки (ZnS), которая необходима для получения 12 л (н.у.) оксида серы (IV), если объемная доля выхода продукта реакции составляет 89,3% от теоретически возможного.

Answer 1

V₁(SO₂)=12л.
Vm=22,4л./моль
φ% выхода SO₂=89,3% или 0,893
------------------------------------------------
m(ZnS )-?

1. V₂(SO₂)=V₁(SO₂)÷φ%×100%=12л.×100%÷89,3%=13,4л.

2. 
n(SO₂)=V₂(SO₂)÷Vm=13,4л.÷22,4л./моль=0,59моль

3. 2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂
по уравнению реакции:
n(ZnS)=2моль   n(SO₂)=2моль 
по условию задачи:
n(ZnS)=0,59моль   n(SO₂)=0,59моль

4. Молярная масса сульфида цинка:
M(ZnS)=65+32=97г./моль

5. Масса сульфида цинка:
m(ZnS)=n(ZnS)×M(ZnS)=0,59моль×97г./моль=57,23г.

6. Ответ:  масса цинковой обманки (ZnS) 57,23г.

Answer 2

Дано:

Объем оксида серы (IV) = 12 л (н.у.)

Объемная доля выхода продукта = 89,3% = 0,893

Требуется найти:

Масса цинковой обманки (ZnS)

Рассмотрим уравнение реакции, которая происходит между цинковой обманкой (ZnS) и кислородом (O2), образующей оксид серы (IV):

ZnS + 2O2 → ZnSO4

Согласно уравнению, для образования 1 моль оксида серы (IV) необходимо 1 моль цинковой обманки (ZnS).

Молярная масса ZnS = 65,4 г/моль

Для расчета массы цинковой обманки (ZnS) воспользуемся формулой:

масса = количество вещества × молярная масса

Количество вещества цинковой обманки (ZnS) можно найти, используя закон Лавуазье-Лапласа:

V = n × Vm,

где V - объем газа (в нашем случае 12 л н.у.), Vm - молярный объем газа при н.у. (24,45 л/моль), n - количество вещества газа.

Таким образом, количество вещества газа:

n = V / Vm = 12 л / 24,45 л/моль = 0,49 моль

Масса цинковой обманки (ZnS):

масса = количество вещества × молярная масса = 0,49 моль × 65,4 г/моль = 32,0 г

Однако, объемная доля выхода продукта составляет только 89,3% от теоретически возможного, поэтому фактический выход оксида серы (IV) будет:

Фактический выход = теоретический выход × объемная доля выхода продукта

Теоретический выход = количество вещества оксида серы (IV), образованного при данном количестве цинковой обманки (ZnS), равен количеству вещества цинковой обманки, которое мы рассчитали ранее.

Теоретический выход = 0,49 моль

Фактический выход = 0,49 моль × 0,893 = 0,437 моль

Масса оксида серы (IV):

масса = количество вещества × молярная масса = 0,437 моль × 136,2 г/моль = 59,4 г

Таким образом, для получения 12 л (н.у