Question

смесь сульфидов железа 2 и цинка общей массой 44,019г может полностью прореагировать с 0,954 моль разбавленной соляной кислоты. Массовая доля сульфита железа 2 в исходной смеси равна: (расчёты вести с точностью до третьего знака, ответ округлять до целого числа)

Answer 1

Дано:

m(FeS + ZnS) = 44,019 гр

n(HCl) = 0,954 моль

-------------------------------------------

Найти:

ω(FeS) - ?

Решение:

1) Для начала мы напишем уравнение реакции:

FeS + 2HCl(разб.) → FeCl₂ + H₂S↑

ZnS + 2HCl(разб.) → ZnCl₂ + H₂S↑

2) Для мы составим уравнение из этих реакции чтобы найти количества вещества у соляной кислоты:

Пусть n₁(HCl) = x моль, тогда n₂(HCl) = (0,954 - x) моль , тогда:

n₁(HCl) + n₂(HCl) = n(HCl)

Количество вещества сульфид металлов из уравнений вдвое меньше чем нужно кислоты для реакции с ними. На этом основании составляем уравнение:

(0,5 × M(FeS) × n₁(HCl)) + (0,5 × M(ZnS) × n₂(HCl)) = m(FeS + ZnS)

0,5 × (M(FeS) × n₁(HCl) + M(ZnS) × n₂(HCl)) = m(FeS + ZnS)

M(FeS) = 56 + 32 = 88 гр/моль

M(ZnS) = 65 + 32 = 97 гр/моль

Тогда:

0,5 × (88 × x + 97 × (0,954-x)) = 44,019

0,5 × (88x + 92,538 - 97x) = 44,019 | : 0,5

88x + 92,538 - 97x = 88,038

88x - 97x = 88,038 - 92,538

-9x = -4,5

x = 0,5 моль ⇒ n₁(HCl) = 0,5 моль

3) Далее находим количества щества у сульфида железа по уравнению реакции и потом его массу вещества:

n(FeS) = 1/2 × n₁(HCl) = 1/2 × 0,5 моль = 0,25 моль

m(FeS) = n(FeS) × M(FeS) = 0,25 моль × 88 гр/моль = 22 гр

4) Теперь находим массовую долю у сульфата железа:

ω(FeS) = m(FeS)/m(FeS + ZnS) × 100% = 22 гр / 44,019 гр × 100% ≈ 0,4998 × 100% ≈ 0,5 × 100% ≈ 50%

Ответ: ω(FeS) = 50%

Решено от: $DK954$

Answer 2

Для решения этой задачи, нам необходимо определить массовую долю сульфида железа(II) (FeS) в исходной смеси. Сначала давайте определим химический состав смеси.

Массовая доля железа в сульфиде железа(II) (FeS) составляет примерно 55.85%, а молярная масса FeS равна примерно 87.91 г/моль. Это означает, что массовая доля Fe в FeS составляет:

(0.5585 * 87.91) / 87.91 = 0.5585

Теперь мы знаем, что массовая доля Fe в FeS составляет 55.85%.

Сульфид цинка (ZnS) также имеет массовую долю Zn равную примерно 67.2%. Молярная масса ZnS равна примерно 97.47 г/моль.

(0.672 * 97.47) / 97.47 = 0.672

Теперь мы знаем, что массовая доля Zn в ZnS составляет 67.2%.

Массовая доля FeS и ZnS в исходной смеси будет зависеть от количества мольных масс FeS и ZnS в смеси. Давайте представим, что масса FeS в смеси равна x граммам, а масса ZnS равна (44.019 - x) граммам (так как общая масса смеси составляет 44.019 г).

Теперь мы можем записать выражение для массовой доли FeS в смеси:

Массовая доля FeS = (масса FeS) / (общая масса смеси)

Массовая доля FeS = x / 44.019

Теперь у нас есть два выражения для массовой доли FeS в смеси, одно из химического состава FeS и другое из расчета:

1. Массовая доля FeS (из химического состава FeS) = 55.85%
2. Массовая доля FeS (из расчета) = x / 44.019

Мы знаем, что общее количество молей соляной кислоты (HCl) равно 0.954 моль. С учетом того, что FeS и ZnS будут реагировать с HCl, мы можем использовать их коэффициенты стехиометрии реакции для расчета количества мольей FeS и ZnS в смеси. Уравнение реакции между FeS и HCl:

FeS + 2HCl -> FeCl2 + H2S

Из уравнения видно, что для каждой моли FeS требуется 2 моли HCl.

Известно, что количество молей HCl равно 0.954 моль. Таким образом, количество молей FeS в смеси равно 0.954 / 2 = 0.477 моль.

Следовательно, молярная масса FeS в смеси равна:

Молярная масса FeS в смеси = (масса FeS) / (количество молей FeS)

Молярная масса FeS в смеси = x / 0.477

Теперь мы имеем два выражения для молярной массы FeS в смеси:

1. Молярная масса FeS (из химического состава FeS) = 87.91 г/моль
2. Молярная масса FeS (из расчета) = x / 0.477

Подставим оба выражения вместе и решим уравнение:

87.91 = x / 0.477

x = 87.91 * 0.477

x ≈ 41.97 г

Теперь у нас есть масса FeS в смеси (x) - около 41.97 г. Масса ZnS в смеси будет:

Масса ZnS = Общая масса смеси - Масса FeS Масса ZnS = 44.019 - 41.97 Масса ZnS ≈ 2.049 г

Теперь мы можем рассчитать массовую долю сульфида железа(II) в исходной смеси:

Массовая доля FeS = (масса FeS) / (общая масса смеси) * 100% Массовая доля FeS = (41.97 / 44.019) * 100%

Массовая доля FeS ≈ 95.38%

Ответ: Массовая доля сульфида железа(II) в исходной смеси равна приблизительно 95.38%.