Химия
8 класс
Вопрос
Определите массу пирита ($FeS_{2}$), необходимую для получения такого количества $SO_{3}$, чтобы при растворении последнего в растворе серной кислоты с массовой долей 91 % массой 500 г получить олеум с массовой долей 12,5 %.
Ответ
1) $4FeS_{2} + 11O_{2} = 2Fe_{2}O_{3} + 8SO_{2}$
2) $2SO_{2} + O_{2} = 2SO_{3}$
3) $SO_{3} + H_{2}O = H_{2}SO_{4}$
$M(H_{2}O) = 18 г/моль; M(SO_{3}) = 80 г/моль; M(H_{2}SO_{4}) = 98 г/моль; M(FeS_{2}) = 120 г/моль$.
Масса воды в 100 г раствора серной кислоты ($\omega = 91$ %) составит 100 - 91 = 9,0 г или $\frac{9}{18} = 0,5 моль$. Из уравнения реакции (3) следует, что 1 моль $SO_{3} \rightarrow 1$ моль $H_{2}O \rightarrow 1$ моль $H_{2}SO_{4}$ или 0,5 моль $H_{2}O$ прореагирует с 0,5 моль $SO_{3}$ или $0,5 \cdot 80 = 40 г$ и образуется 0,5 моль $H_{2}SO_{4}$ или $0,5 \cdot 98 = 49 г$. Тогда общая масса $H_{2}SO_{4}$ составит 91 + 49 = 140 г. Для получения олеума ($\omega = 12,5$ %) на 140 г потребуется: $\frac{12,5 \cdot 140}{87,5} = 20 г$.
Таким образом, всего $SO_{3}$ расходуется (40 + 20) = 60 г или $\frac{60}{80} = 0,75 моль$. Из уравнений реакций (NULL,3) следует, что на образование 0,75 моль $SO_{3}$ расходуется $FeS_{2}$ $\frac{0,75}{2} = 0,375 моль$ или $0,375 \cdot 120 = 45 г$.