Дано:
- общая масса смеси (m_total) = 25 г
- массовая доля меди (w_Cu) = 44,2 %
Найти:
Максимальная масса серы (m_S), которая прореагирует с медью и алюминием.
Решение:
1. Находим массу меди в смеси:
m_Cu = m_total * w_Cu = 25 г * 0,442 = 11,05 г
2. Находим массу алюминия в смеси:
m_Al = m_total - m_Cu = 25 г - 11,05 г = 13,95 г
3. Находим количество молей меди и алюминия:
- Молярная масса меди (M_Cu) ≈ 63,5 г/моль
- Молярная масса алюминия (M_Al) ≈ 27 г/моль
Количество моль меди:
n_Cu = m_Cu / M_Cu = 11,05 г / 63,5 г/моль ≈ 0,174 моль
Количество моль алюминия:
n_Al = m_Al / M_Al = 13,95 г / 27 г/моль ≈ 0,517 моль
4. Реакции серы с медью и алюминием:
- Для меди:
2Cu + S → Cu2S
Из уравнения видно, что 2 моль меди реагируют с 1 моль серы. Следовательно, максимальное количество серы, необходимое для реакции с медью:
n_S_Cu = n_Cu / 2 = 0,174 моль / 2 ≈ 0,087 моль S
- Для алюминия:
4Al + 3S → Al2S3
Из уравнения видно, что 4 моль алюминия реагируют с 3 моль серы. Следовательно, максимальное количество серы, необходимое для реакции с алюминием:
n_S_Al = n_Al * 3 / 4 = 0,517 моль * 3 / 4 ≈ 0,388 моль S
5. Находим общее количество серы, которое может прореагировать:
n_S_total = min(n_S_Cu, n_S_Al) = min(0,087 моль, 0,388 моль) = 0,087 моль S
6. Находим максимальную массу серы:
Молярная масса серы (M_S) ≈ 32 г/моль
m_S = n_S_total * M_S = 0,087 моль * 32 г/моль ≈ 2,78 г
Ответ:
Максимальная масса серы, которая прореагирует со смесью меди и алюминия, составляет примерно 2,78 грамма.