3. Вычислите объем газа (н. у.), который выделится при действии избытка сульфида железа (II) на 490 г 10%-ного раствора серной кислоты.

3. Вычисление объема газа:

Дано:

• Масса раствора серной кислоты \( m_{раствора} = 490 \text{ г} \)
• Массовая доля \( H_2SO_4 \) \( w = 10\% = 0.1 \)
• Сульфид железа (II) — в избытке.

Найти:

• Объем сероводорода \( V(H_2S) \)

Решение:

1. Рассчитаем массу чистой серной кислоты в растворе:
\[ m(H_2SO_4) = m_{раствора} \times w = 490 \text{ г} \times 0.1 = 49 \text{ г} \]

1. Найдем молярную массу серной кислоты:
\[ M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль} \]

1. Рассчитаем количество вещества серной кислоты:
\[ \nu(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{49 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]

1. Запишем уравнение реакции между сульфидом железа (II) и серной кислотой:
\[ FeS + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2S \uparrow \]

Из уравнения видно, что серная кислота реагирует с сульфидом железа (II) в соотношении 1:1.

1. Так как сульфид железа (II) в избытке, количество вещества выделившегося сероводорода будет равно количеству вещества прореагировавшей серной кислоты:
\[ \nu(H_2S) = \nu(H_2SO_4) = 0.5 \text{ моль} \]

1. Рассчитаем объем сероводорода при нормальных условиях (н. у.), зная, что молярный объем газов при н. у. равен 22.4 л/моль:
\[ V(H_2S) = \nu(H_2S) \times V_m = 0.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л} \]

Ответ: 11.2 л.