Question

Рассчитайте объем кислорода необходимого для сжигания пирита (FeS2) массой 108 г. до образования оксида железа (III) и оксида серы (IV). Вычислите объем образовавшегося газа.

Answer 1

∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪∪А

Answer 2

Для рассчета объема кислорода, необходимого для сжигания пирита (FeS2) массой 108 г до образования оксида железа (III) и оксида серы (IV), а также объема образовавшегося газа, мы должны учитывать химическую реакцию сгорания пирита. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

Из уравнения видно, что для каждых 4 моль пирита (FeS2) требуется 11 молей кислорода (O2) для полного сгорания. Мы можем использовать этот баланс для рассчета объема кислорода и объема образовавшегося газа, используя стандартные условия (0°C и 1 атмосферное давление).

1. Рассчитаем количество молей пирита (FeS2) в данной массе (108 г):

Молярная масса FeS2 = (1 x масса Fe) + (2 x масса S) = (55.85 g/mol) + (32.07 g/mol * 2) = 119.99 g/mol

Количество молей FeS2 = масса / молярная масса = 108 г / 119.99 g/mol ≈ 0.900 моль FeS2

2. Теперь мы знаем, что для сгорания 4 молей пирита требуется 11 молей кислорода, поэтому для 0.900 моль пирита потребуется:

(0.900 моль FeS2) * (11 моль O2 / 4 моль FeS2) = 2.475 моль O2

3. Теперь рассчитаем объем кислорода при стандартных условиях, используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT):

V = (nRT) / P

где: V - объем газа (в литрах) n - количество молей газа R - универсальная газовая постоянная (0.08206 л·атм/(моль·K)) T - температура (в Кельвинах) P - давление (1 атмосфера)

Для кислорода при стандартных условиях: T = 273 K (0°C) P = 1 атмосфера

V(O2) = (2.475 моль * 0.08206 л·атм/(моль·K) * 273 K) / 1 атмосфера ≈ 55.59 литров

4. Теперь, учитывая, что при сгорании образуется оксид серы (IV), SO2, мы знаем, что 8 молей SO2 образуются из 4 молей пирита, так что:

(0.900 моль FeS2) * (8 моль SO2 / 4 моль FeS2) = 1.800 моль SO2

5. Рассчитаем объем SO2 при стандартных условиях:

V(SO2) = (1.800 моль * 0.08206 л·атм/(моль·K) * 273 K) / 1 атмосфера ≈ 38.35 литров

Таким образом, для сжигания 108 г пирита потребуется примерно 55.59 литров кислорода и образуется примерно 38.35 литров SO2 при стандартных условиях.