Question

15 г смеси, содержащей железо и серу в отношении w(Fe):w(S)=3:1, прокалили в отсутствии воздуха. Продукты реакции растворили в горячем 80% растворе азотной кислоты объемом 450 мл (ρ=1,1 г/мл), в результате чего выделился только газ бурого цвета. Найдите массовые доли веществ в полученном растворе.

Answer 1

Фото прикреплено ниже

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем разбить её на несколько этапов:

1. Рассчитаем массу железа (Fe) и серы (S) в исходной смеси массой 15 г, учитывая их отношение w(Fe):w(S)=3:1.

Масса Fe = (3/4) * 15 г = 11.25 г Масса S = (1/4) * 15 г = 3.75 г

2. Произведем термическое разложение железосодержащего соединения без доступа воздуха. По химическому уравнению разложения Fe:

3Fe + 4S → 3FeS

Из уравнения видно, что мольное соотношение железа и серы в реакции 3:4. Теперь мы можем рассчитать мольные массы Fe и S:

Мольная масса Fe = 55.85 г/моль Мольная масса S = 32.07 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество молей Fe и S в исходной смеси:

Моль Fe = 11.25 г / 55.85 г/моль = 0.201 моль Fe Моль S = 3.75 г / 32.07 г/моль = 0.117 моль S

3. Рассчитаем количество молей продуктов реакции. Согласно уравнению реакции, каждый моль Fe превращается в 1 моль FeS, поэтому количество молей FeS равно количеству молей Fe:

Моль FeS = 0.201 моль

4. Теперь мы знаем количество молей FeS, и мы можем рассчитать его массу:

Масса FeS = Моль FeS * Мольная масса FeS Масса FeS = 0.201 моль * (55.85 г/моль + 32.07 г/моль) = 21.35 г

5. Далее, мы растворяем полученные продукты в 80% растворе азотной кислоты. Это значит, что 100 мл такого раствора содержат 80 г азотной кислоты. Вам дано 450 мл раствора, поэтому количество азотной кислоты в растворе равно:

Масса азотной кислоты = 450 мл * 80 г/мл = 36000 г = 36 кг

6. Теперь найдем массу остальных компонентов, которые не растворились в азотной кислоте. Масса остальных компонентов в растворе равна разнице между массой раствора и массой азотной кислоты:

Масса остальных компонентов = Масса раствора - Масса азотной кислоты Масса остальных компонентов = 36 кг - 21.35 г = 35.97865 кг

7. Теперь мы можем найти массовые доли железа и серы в полученном растворе:

Массовая доля Fe = (Масса Fe / Масса остальных компонентов) * 100% Массовая доля Fe = (21.35 г / 35.97865 кг) * 100% ≈ 0.0593%

Массовая доля S = (Масса S / Масса остальных компонентов) * 100% Массовая доля S = (3.75 г / 35.97865 кг) * 100% ≈ 0.0104%

Таким образом, массовая доля железа в полученном растворе составляет примерно 0.0593%, а массовая доля серы составляет примерно 0.0104%.