Question

Поступивший в продажу сульфид железа должен содержать не менее 97% FeS.Какой объем сероводорода можно получить из 1 кг такого реактива,обработав его соляной кислотой

Answer 1

Сначала найдем массу чистого сульфида железа:
1 000 г * 0,97 = 970 г

Уравнение реакции:
FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

Пользуясь таблицей Менделеева, найдем молярные массы сульфида железа и сероводорода. Они равны 88 г/моль (56 + 32 = 88) и 34 г/моль (1*2 + 32 = 34) соответственно.

Найдем количество вещества:
ν = m/M
ν FeS= 970 г / 88 г/моль = 11 моль
ν FeS = ν H₂S

1 моль любого газа при н.у. занимает объем, равный 22,4 литра. Следовательно, 
22,4 л * 11 моль = 246,4 л
Ответ: 246,4 л

Answer 2

Давайте рассмотрим реакцию образования сероводорода (H2S) при обработке сульфида железа (FeS) соляной кислотой (HCl):

\[ FeS_{(s)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow FeCl_{2(aq)} + H_2S_{(g)} \]

Согласно уравнению реакции, 1 моль FeS взаимодействует с 2 молями HCl, образуя 1 моль H2S. Масса молярная FeS равна примерно 87.91 г/моль.

Таким образом, молярная масса H2S будет примерно равна молярной массе атомарного водорода (1.01 г/моль) умноженной на 2 (так как в молекуле H2S два атома водорода) и прибавленной к массе атома серы (32.06 г/моль):

\[ M_{H2S} = 2 \times 1.01 + 32.06 = 34.08 \, \text{г/моль} \]

Теперь можно рассчитать количество молей FeS в 1 кг (1000 г) сульфида железа:

\[ \text{моли FeS} = \frac{\text{масса FeS}}{M_{FeS}} = \frac{1000}{87.91} \approx 11.38 \, \text{моль} \]

Так как каждая моль FeS образует 1 моль H2S, объем H2S можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

Где: - \( P \) - давление газа, - \( V \) - объем газа, - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (примерно 0.0821 л·атм/(моль·К)), - \( T \) - температура в кельвинах.

Давайте предположим, что реакция происходит при комнатной температуре, например, 298 K. Тогда:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Пусть \( P = 1 \) атмосфера (стандартное давление). Подставим значения:

\[ V = \frac{11.38 \times 0.0821 \times 298}{1} \approx 279.3 \, \text{л} \]

Таким образом, можно получить примерно 279.3 литра сероводорода при обработке 1 кг сульфида железа соляной кислотой при стандартных условиях.