Образец сульфида меди (11) массой 30 кг, содержащий основное вещество и 20% инертных примесей, подвергли обжигу, затем медьсодержащий продукт реакции восстановили коксом (С). Запишите уравнения указанных реакций. Какова масса меди, которую можно практически получить из этого образца руды, если считать что суммарный выход меди по обеим реакциям составляет 70%?

Ответ: 13 кг

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Найдем массу чистого CuS в образце.

   Массовая доля чистого CuS составляет 100% - 20% = 80%.

   Масса чистого CuS: \[ m(CuS) = 30 \cdot 0.8 = 24 \ кг \]

2. Шаг 2: Запишем уравнения реакций обжига сульфида меди(II) и восстановления коксом.

   Реакция обжига сульфида меди(II): \[2CuS + 3O_2 = 2CuO + 2SO_2 \uparrow\]

   Реакция восстановления коксом: \[CuO + C = Cu + CO_2 \uparrow\]

3. Шаг 3: Найдем количество вещества CuS.

   Молярная масса CuS: \[ M(CuS) = 64 + 32 = 96 \ г/моль \]

   Переведем массу CuS в граммы: \[ m(CuS) = 24 \ кг = 24000 \ г \]

   Количество вещества CuS: \[ n(CuS) = \frac{m(CuS)}{M(CuS)} = \frac{24000}{96} = 250 \ моль \]

4. Шаг 4: Найдем количество вещества меди.

   Из уравнений реакций видно, что из 2 моль CuS образуется 2 моль CuO, а из 1 моль CuO образуется 1 моль Cu. Следовательно, количество вещества меди равно количеству вещества CuS.

   \[ n(Cu) = n(CuS) = 250 \ моль \]

5. Шаг 5: Найдем теоретическую массу меди.

   Молярная масса меди: \[ M(Cu) = 64 \ г/моль \]

   Теоретическая масса меди: \[ m_{теор}(Cu) = n(Cu) \cdot M(Cu) = 250 \cdot 64 = 16000 \ г = 16 \ кг \]

6. Шаг 6: Найдем практическую массу меди с учетом выхода реакции 70%.

   \[ m_{практ}(Cu) = m_{теор}(Cu) \cdot 0.7 = 16 \cdot 0.7 = 11.2 \ кг \]

7. Шаг 7: Округлим полученную массу до целого числа.

   Практически полученная масса меди равна 11 кг.

8. Шаг 8: Заполняем поля для уравнений реакций.

   Реакция обжига сульфида меди(II): 2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2↑

   Реакция восстановления коксом: CuO + C = Cu + CO2↑

9. Шаг 9: Заполняем поля для количества вещества CuS и практической массы меди.

   Количество вещества CuS равно 250 моль

   Практически полученная масса меди равна 11200 г

Ответ: 11200 г