Дано:
- Объем сероводорода (H2S) = 17,5 л (н.у.)
- Выход продукта = 80%
- Недостаток кислорода
Найти:
- Массу серы (S), которую можно получить.
Решение:
1. Напишем уравнение реакции окисления сероводорода:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
Из уравнения видно, что 2 моля H2S дают 2 моля SO2. Так как молярные объемы газов одинаковы при нормальных условиях, это также означает, что 2 литра H2S дают 2 литра SO2. То есть, 1 литр H2S образует 1 литр SO2.
2. Найдем количество молей H2S в 17,5 л.
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Поэтому:
Количество молей H2S = объем H2S / объем 1 моль газа
Количество молей H2S = 17,5 л / 22,4 л/моль ≈ 0,780 моль
3. Определим количество молей SO2, которое образуется.
Из уравнения реакции 2 моля H2S дают 2 моля SO2. Следовательно:
Количество молей SO2 = количество молей H2S
Количество молей SO2 = 0,780 моль
4. Найдем массу серы, содержащейся в SO2. Молекулярная масса SO2 = 32 (S) + 2 × 16 (O) = 64 г/моль.
Масса серы в SO2 = количество молей SO2 × молекулярная масса серы
Масса серы в SO2 = 0,780 моль × 32 г/моль ≈ 24,96 г
5. Учтем выход продукта, который равен 80%.
Масса серы = масса серы в SO2 × выход продукта
Масса серы = 24,96 г × 0,80 ≈ 19,97 г
Ответ:
Массу серы, которую можно получить при окислении 17,5 л сероводорода в недостатке кислорода при выходе продукта 80%, составляет примерно 19,97 г.