дано:
- массовая доля элемента в веществе Г: 32,7%
- масса кислоты Г: m(Г) = 1,00 т = 1000 кг = 1000000 г
найти:
а) Установим вещества А — Г.
Вещество А - это серо (S), так как оно жёлтого цвета и окисляется на воздухе. При его окислении образуется газ Б – диоксид серы (SO2), который обладает резким запахом.
Дальнейшее окисление SO2 возможно с образованием SO3 (вещество В) в присутствии катализатора (обычно V2O5). Растворение SO3 в воде приводит к образованию серной кислоты (H2SO4), что является кислотой Г.
Таким образом:
А: S (серо)
Б: SO2 (диоксид серы)
В: SO3 (триоксид серы)
Г: H2SO4 (серная кислота)
б) Уравнения всех описанных превращений:
1. Окисление серы:
S + O2 → SO2
2. Дальнейшее окисление SO2:
2SO2 + O2 → 2SO3 (в присутствии катализатора)
3. Растворение SO3 в воде:
SO3 + H2O → H2SO4
в) Рассчитаем, какую массу вещества А следует взять для получения кислоты Г массой 1,00 т.
1. Рассчитаем молярную массу H2SO4:
M(H2SO4) = 2 × 1,01 (H) + 32,07 (S) + 4 × 16,00 (O) = 98,09 г/моль
2. Найдем количество вещества кислоты Г:
n(Г) = m(Г) / M(Г)
n(Г) = 1000000 г / 98,09 г/моль ≈ 10189,62 моль
3. Из уравнения реакции 3 SO3 + H2O → H2SO4 видно, что 1 моль H2SO4 требует 1 моль SO3, и, соответственно, 1 моль SO3 требует 1/2 моль S (вещество А).
4. Следовательно, количество вещества A (S):
n(A) = n(Г) = 10189,62 моль (так как 1 моль S дает 1 моль H2SO4 через SO3).
5. Теперь найдем массу вещества A:
m(A) = n(A) * M(A),
где M(S) = 32,07 г/моль.
m(A) = 10189,62 моль * 32,07 г/моль ≈ 326059,38 г = 326,06 кг.
ответ: Для получения 1,00 т серной кислоты Г необходимо взять около 326,06 кг серы (A).