Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между сульфидом железа(II) и серной кислотой. При взаимодействии сульфида металла с кислотой происходит реакция обмена, в результате которой образуется соль и выделяется газ — сероводород $H_{2}S$:
$FeS + H_{2}SO_{4} \rightarrow FeSO_{4} + H_{2}S \uparrow$

2. Рассчитаем массу чистой серной кислоты в растворе. Для этого массу раствора умножим на её массовую долю (переведённую в доли единицы):
$m(H_{2}SO_{4}) = m(р-ра) \cdot \omega = 490 \text{ г} \cdot 0,1 = 49 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) серной кислоты. Молярная масса $H_{2}SO_{4}$ равна $M(H_{2}SO_{4}) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98 \text{ г/моль}$:
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{m(H_{2}SO_{4})}{M(H_{2}SO_{4})} = \frac{49 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

4. Определим количество вещества выделившегося газа. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $H_{2}SO_{4}$ и $H_{2}S$ равны (1:1). Это значит, что количество моль выделившегося сероводорода равно количеству моль вступившей в реакцию кислоты:
$n(H_{2}S) = n(H_{2}SO_{4}) = 0,5 \text{ моль}$

5. Вычислим объём газа при нормальных условиях (н.у.), используя молярный объём $V_{m} = 22,4 \text{ л/моль}$:
$V(H_{2}S) = n(H_{2}S) \cdot V_{m} = 0,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 11,2 \text{ л}$

Ответ: 11,2 л

Источник: ФИПИ