Question

Определить массу сульфида кальция и объем сервисного газа, который образуется при обжиге сульфида кальция , если расходуется 80 литров кислорода

Answer 1

Ответ:

Решение прикреплено. Надеюсь, что всё понятно.

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобятся уравнения химических реакций и закон пропорций.

1. Уравнение реакции обжига сульфида кальция: $\text{CaS} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CaO} + \text{SO}_2$

Из уравнения видно, что для каждой молекулы сульфида кальция требуется одна молекула кислорода.

2. Рассчитаем количество молекул кислорода в 80 литрах: Кислород - это двухатомный газ (O₂). Один моль газа занимает при нормальных условиях (0°C и 1 атм) объем 22.4 литра.

   \text{Количество молекул кислорода} = \frac{\text{Объем кислорода (л)}}{\text{Объем молекулы кислорода (л/моль)} \times \text{Авогадро число (6.022 \times 10^{23} молекул/моль)}}

   $\text{Количество молекул кислорода} = \frac{80 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль} \times 6.022 \times 10^{23} \text{ молекул/моль}} \approx 1.205 \times 10^{24} \text{ молекул кислорода}$

3. Согласно уравнению реакции, каждая молекула сульфида кальция требует одну молекулу кислорода: $\text{Количество молекул сульфида кальция} = 1.205 \times 10^{24} \text{ молекул кислорода}$

4. Масса сульфида кальция: Теперь нужно рассчитать массу сульфида кальция. Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль, а молярная масса серы (S) составляет примерно 32 г/моль.

   $\text{Масса сульфида кальция} = \text{Количество молекул сульфида кальция} \times (\text{молярная масса Ca} + \text{молярная масса S})$ $\text{Масса сульфида кальция} = 1.205 \times 10^{24} \times (40 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль}) \approx 8.644 \times 10^{25} \text{ г}$

5. Объем сернистого газа (SO₂), который образуется: Согласно уравнению реакции, одна моль сульфида кальция образует одну моль сернистого газа (SO₂). Молярная масса серы составляет примерно 32 г/моль, а молярная масса кислорода - 16 г/моль.

   $\text{Масса сернистого газа} = \text{Масса сульфида кальция} \times \frac{\text{Молярная масса SO}_2}{\text{Молярная масса S} + 2 \times \text{Молярная масса O}_2}$ $\text{Масса сернистого газа} = 8.644 \times 10^{25} \text{ г} \times \frac{64 \text{ г/моль}}{32 \text{ г/моль} + 2 \times 16 \text{ г/моль}} \approx 1.536 \times 10^{26} \text{ г}$

   Теперь, используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), мы можем рассчитать объем сернистого газа (SO₂) при стандартных условиях (0°C и 1 атм). Постоянная газа (R) равна 0.0821 л·атм/(моль·К).

   $\text{Объем SO}_2 = \frac{\text{Масса SO}_2}{\text{Молярная масса SO}_2} \times \frac{R \times 273 \text{ K}}{1 \text{ атм}}$ $\text{Объем SO}_2 = \frac{1.536 \times 10^{26} \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} \times \frac{0.0821 \text{ л·атм/(моль·К)} \times 273 \text{ K}}{1 \text{ атм}} \approx 5.891 \times 10^{25} \text{ л}$

Итак, масса сульфида кальция составляет приблизительно $8.644 \times 10^{25}$ г, и объем сернистого газа, который образуется при обжиге сульфида кальция, составляет приблизительно $5.891 \times 10^{25}$ литров при стандартных условиях (0°C и 1 атм).