Химия
8 класс
Вопрос
Из коксового газа, не содержащего сероводорода, сероуглерод удаляют, пропуская газ через контактную массу, состоящую из гидроксида железа (III) и углекислого натрия.
Кроме контактной массы в реакции с сероуглеродом принимает участие также водород, содержащийся в коксовом газе, а в результате реакции помимо сероводорода образуются метан и этилен. В реакции с контактной массой в случае, если к смеси добавлен кислород, остатки сероводорода окисляются, образуя сульфат натрия.
Составьте уравнения реакций, происходящих в процессе очистки газа от сероуглерода, и вычислите объем паров сероуглерода в 1 м^3 газа, если после очистки 50 м^3 газа было получено 62,4 г сульфида железа (II) и 6,72 л двуокиси углерода (объем последней измерялся при нормальных условиях).
Ответ
$CS_2 + 4H_2 = CH_4 + 2H_2S$,
$2CS_2 + 6H_2 = C_2H_4 + 4H_2S$,
$2Fe(OH)_3 + 3H_2S = Fe_2S_3 + 6H_2O$,
$Na_2CO_3 + H_2S + 2O_2 = Na_2SO_4 + CO_2 + H_2O$,
$Fe_2S_3 = 2FeS + S$.
В результате реакции образовалось $х$ молей $CO_2$,
$x = \frac {6,72 \: л}{22,4 \: л/моль} = 0,3$ моля $CO_2$,
$y$ молей $Fe_2S_3$,
$y$ молей $Fe_2S_3$, $y = 62,4/208 = 0,3$ моля $Fe_2S_3$ (или 0,6 моля $FeS$ и 0,3 моля $S$).
Расчет прореагировавшего $CS_2$:
1 моль $Fe_2S_3$ соответствует 3 молям $H_2S$ и 3/2 моля $CS_2$, поэтому
0,3 моля $Fe_2S_3 - 0,3 \cdot 0,5 = 0,15$ моля $CS_2$ и
1 моль $CO_2$ - 1 моль $H_2S$ или 0,5 моля $CS_2$,
следовательно, 0,3 моля $CO_2$ соответствуют $0,3 \cdot 0,5 = 0,15$ моля $CS_2$. Общее количество $CS_2$ равно $0,45 + 0,15 = 0,6$ моля, что составляет $0,6 \cdot 76 = 45,8$ г.
Содержание $CS_2$ в газе:
$z = \frac{45,6 \: г}{50 \: м^3} = 0,912 г/м^3$.
Объем газа равен 0,269 л.