Дано:
- Объем диоксида серы (V(SO2)) = 2,24 л = 0,00224 м³
- Содержание сульфида меди (II) в минерале халькозине = 80%
Найти:
- Массу минерала халькозина и объем воздуха, необходимый для получения указанного объема диоксида серы.
Решение:
1. Находим количество вещества диоксида серы:
n(SO2) = V(SO2) / V(molar), где V(molar) = 22,4 л/моль
n(SO2) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль
2. Рассмотрим реакцию, в ходе которой сульфид меди (II) реагирует с кислородом из воздуха для образования диоксида серы:
2 CuS + 3 O2 → 2 CuO + 2 SO2
Из уравнения видно, что 2 моль CuS дают 2 моль SO2, следовательно, n(CuS) = n(SO2) = 0,1 моль.
3. Теперь найдем массу сульфида меди (II):
Молярная масса CuS = 63,5 + 32 = 95,5 г/моль
m(CuS) = n(CuS) * M(CuS) = 0,1 моль * 95,5 г/моль = 9,55 г
4. Так как халькозин содержит 80% сульфида меди, то можем найти массу минерала:
m(минерал) = m(CuS) / 0,8 = 9,55 г / 0,8 = 11,94 г
5. Теперь рассчитаем объем воздуха, необходимый для реакции:
По уравнению реакции, для 2 моль SO2 требуется 3 моль O2. Следовательно:
n(O2) = (3/2) * n(SO2) = (3/2) * 0,1 моль = 0,15 моль
6. Объем кислорода можно найти по формуле:
V(O2) = n(O2) * V(molar)
V(O2) = 0,15 моль * 22,4 л/моль = 3,36 л
Ответ:
Масса минерала халькозина составляет 11,94 г, а объем воздуха, необходимый для получения 2,24 л диоксида серы, составляет 3,36 л.