Дано:
- Масса пирита: m(пирит) = 36 г
- Объем раствора KOH: V(KOH) = 347,1 мл = 0,3471 л
- Массовая доля KOH: w(KOH) = 11%
- Плотность раствора KOH: d = 1,1 г/мл
Найти:
- Массовую долю примесей в исходном пирите.
Решение:
1. Рассчитаем массу раствора KOH:
m(раствора) = V(KOH) * d = 347,1 мл * 1,1 г/мл = 382,81 г (округлено)
2. Рассчитаем массу KOH в растворе:
m(KOH) = w(KOH) * m(раствора) = 0,11 * 382,81 г = 42,11 г (округлено)
3. Определим количество молей KOH:
Молярная масса KOH = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль
n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 42,11 г / 56 г/моль = 0,751 моль (округлено)
4. В результате реакций при взаимодействии газов, образовавшихся при обжиге пирита (в основном SO2), с раствором KOH, образуются:
- Кислая соль: KHSO3
- Средняя соль: K2SO3
Для реакции:
SO2 + 2KOH -> K2SO3 + H2O
Каждая моль SO2 реагирует с двумя молями KOH.
5. Поскольку образуются растворы с равными молярными концентрациями кислой и средней соли, то количество моль кислой соли KHSO3 равно количеству моль средней соли K2SO3:
n(K2SO3) = n(KOH) / 2 = 0,751 моль / 2 = 0,3755 моль
6. Теперь определим количество моль SO2, образовавшегося из пирита:
Так как 1 моль SO2 требует 2 моля KOH, количество молей SO2 будет:
n(SO2) = n(KOH) / 2 = 0,751 моль / 2 = 0,3755 моль
7. Рассчитаем массу SO2:
Молярная масса SO2 = 32 + 16*2 = 64 г/моль
m(SO2) = n(SO2) * M(SO2) = 0,3755 моль * 64 г/моль = 24,01 г (округлено)
8. Теперь найдем массу примесей в пирите:
Масса примесей = масса пирита - масса SO2
m(примеси) = m(пирит) - m(SO2) = 36 г - 24,01 г = 11,99 г
9. Рассчитаем массовую долю примесей в пирите:
w(примесей) = m(примеси) / m(пирит) * 100% = (11,99 г / 36 г) * 100% ≈ 33,86%
Ответ:
Массовая доля примесей в исходном пирите составляет примерно 33,86%.