4. Железо массой 12,2 г сплавили с серой массой 6,4 г. К полученному продукту добавили избыток соляной кислоты. Выделяющийся газ пропустили через раствор массой 200 г с массовой долей хлорида меди (II) 15%. Какая масса осадка образовалась.

Решение:

1. Пишем уравнение реакции сплавления железа и серы:\[ \text{Fe} + \text{S} \rightarrow \text{FeS} \]
2. Рассчитываем молярные массы:\[ M(\text{Fe}) = 56 \text{ г/моль} \]\[ M(\text{S}) = 32 \text{ г/моль} \]\[ M(\text{FeS}) = 56 + 32 = 88 \text{ г/моль} \]\[ M(\text{H}_2\text{S}) = 2 + 32 = 34 \text{ г/моль} \]\[ M(\text{CuCl}_2) = 64 + 2 \times 35.5 = 135 \text{ г/моль} \]\[ M(\text{CuS}) = 64 + 32 = 96 \text{ г/моль} \]
3. Находим количество вещества железа и серы:\[ n(\text{Fe}) = \frac{12.2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0.218 \text{ моль} \]\[ n(\text{S}) = \frac{6.4 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль} \]
4. Определяем лимитирующий реагент при сплавлении: По реакции 1 моль Fe реагирует с 1 моль S. Сера в недостатке (0.2 моль S < 0.218 моль Fe), значит, сера — лимитирующий реагент.
5. Находим массу сульфида железа (II), который образуется:\[ n(\text{FeS}) = n(\text{S}) = 0.2 \text{ моль} \]\[ m(\text{FeS}) = n(\text{FeS}) \times M(\text{FeS}) = 0.2 \text{ моль} \times 88 \text{ г/моль} = 17.6 \text{ г} \]
6. Пишем уравнение реакции сульфида железа (II) с соляной кислотой:\[ \text{FeS} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\text{S} \uparrow \]
7. Находим количество вещества сероводорода (газа):\[ n(\text{H}_2\text{S}) = n(\text{FeS}) = 0.2 \text{ моль} \]
8. Находим массу раствора хлорида меди (II):\[ m(\text{CuCl}_2 \text{ раствор}) = \frac{200 \text{ г} \times 15\%}{100\%} = 30 \text{ г} \]
9. Находим количество вещества хлорида меди (II):\[ n(\text{CuCl}_2) = \frac{30 \text{ г}}{135 \text{ г/моль}} \approx 0.222 \text{ моль} \]
10. Пишем уравнение реакции сероводорода с хлоридом меди (II) (образование осадка):\[ \text{H}_2\text{S} + \text{CuCl}_2 \rightarrow \text{CuS} \downarrow + 2\text{HCl} \]
11. Определяем лимитирующий реагент для образования осадка: По реакции 1 моль H₂S реагирует с 1 моль CuCl₂. У нас есть 0.2 моль H₂S и 0.222 моль CuCl₂. H₂S в недостатке, значит, H₂S — лимитирующий реагент.
12. Находим массу осадка сульфида меди (II):\[ n(\text{CuS}) = n(\text{H}_2\text{S}) = 0.2 \text{ моль} \]\[ m(\text{CuS}) = n(\text{CuS}) \times M(\text{CuS}) = 0.2 \text{ моль} \times 96 \text{ г/моль} = 19.2 \text{ г} \]

Ответ: 19.2 г