114] Навеску пирита массой 28,85 г, содержащую 16,81% сульфида цинка в качестве примеси, сожгли в избытке кислорода. Вычислите объем (в литрах, при н.у.) полученного сернистого газа, если его потери в ходе обжига составили 4%. Ответ округлите до десятых.

Пошаговое решение:

• Шаг 1: Найдем массу сульфида цинка: \[m(ZnS) = m(\text{пирита с примесями}) \cdot \omega(ZnS) = 28.85 \text{ г} \cdot 0.1681 = 4.85 \text{ г}\]
• Шаг 2: Найдем массу чистого пирита: \[m(FeS_2) = m(\text{пирита с примесями}) - m(ZnS) = 28.85 \text{ г} - 4.85 \text{ г} = 24 \text{ г}\]
• Шаг 3: Запишем уравнение реакции горения пирита: \[4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2\]
• Шаг 4: Найдем количество вещества пирита: \[M(FeS_2) = 56 + 32 \cdot 2 = 120 \text{ г/моль}\] \[n(FeS_2) = \frac{m}{M} = \frac{24 \text{ г}}{120 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль}\]
• Шаг 5: По уравнению реакции из 4 моль пирита образуется 8 моль сернистого газа. Значит, количество вещества сернистого газа в 2 раза больше количества вещества пирита: \[n(SO_2) = 2 \cdot n(FeS_2) = 2 \cdot 0.2 \text{ моль} = 0.4 \text{ моль}\]
• Шаг 6: Найдем теоретический объем сернистого газа: \[V_m = 22.4 \text{ л/моль}\] \[V_{\text{теоретич.}}(SO_2) = n \cdot V_m = 0.4 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 8.96 \text{ л}\]
• Шаг 7: Учтем потери сернистого газа (4%). Найдем, сколько сернистого газа осталось (100% - 4% = 96%): \[V_{\text{практ.}}(SO_2) = V_{\text{теоретич.}} \cdot 0.96 = 8.96 \text{ л} \cdot 0.96 = 8.6 \text{ л}\]