Химия
8 класс
Вопрос
Для определения содержания мышьяка в природном трисульфиде мышьяка (аурипигменте) взвесили 2,748 г этого полезного ископаемого и подвергли его окислению смесью гипохлорита натрия и гидроксида натрия. Образовавшиеся при реакции хлорид-ионы связали с помощью нитрата серебра, получив при этом 20,09 г $AgCl$.
Вычислите процентное содержание сульфида мышьяка в названном полезном ископаемом и количество израсходованного гипохлорита натрия.
Ответ
При проведенных окислительно-восстановительных реакциях
$As^{+3}$ превращается в $As^{+5}$ и отдает $2e$,
$S^{2-}$ - в $S^{+6}$ и отдает $8e$,
$Cl^{+}$ - в $Cl^{-}$ и принимает $2e$.
В целом молекула $As_2S_3$ отдает $2 \cdot 2 + 3 \cdot 8 = 28$ электронов, 11 поскольку каждый атом хлора из гипохлорита принимает по 2 электрона, то необходимые 28 электронов будут приняты 14 молекулами $NaOCl$:
$As_2S_3 + 14NaOCl + 12NaOH = 2Na_3AsO_4 + 3Na_2SO_4 + 14NaCl + 6H_2O$.
Из уравнения реакции следует, что 1 моль сульфида мышьяка при окислении прореагирует с 14 молями гипохлорита натрия, в результате чего получится 14 молей хлорида натрия, которые при реакции с нитратом серебра образуют 14 молей хлорида серебра.
$M_{As_2S_3} = 2 \cdot 75 + 3 \cdot 32 = 246$; $M_{AgCl} = 108 + 35,5 = 143,5$.
Полученные 20,09 г $AgCl$ составляют $20,09 : 143,5 = 0,14$ моля $AgCl$, что соответствует содержанию в руде 0,01 моля, т. е. $0,01 \cdot 246 = 2,46$ г $As_2S_3$.
Процентное содержание $As_2S_3$ в руде равно
$x = \frac {2,46 \cdot 100}{2,748} = 89,52$ %.