Как можно определить процент примесей в природном пирите, если при обжиге 10 кг этого минерала было получено 3,36 м3 (н. у.) оксида серы(IV)?

Химия 11 класс Природные источники и их обработка определение процент примесей природный пирит обжиг пирита оксид серы(IV) химия 11 класс расчет примесей химический анализ процентное содержание минералы химические реакции Новый

Чтобы определить процент примесей в природном пирите, нужно сначала понять, какие реакции происходят при обжиге пирита и как они связаны с образованием оксида серы(IV).

Природный пирит имеет химическую формулу FeS2. При обжиге пирита происходит его окисление, в результате чего образуется оксид серы(IV) (SO2) и оксид железа (FeO или Fe2O3, в зависимости от условий обжига). Основная реакция можно записать следующим образом:

4 FeS2 + 11 O2 → 4 FeO + 8 SO2

Теперь нам нужно выяснить, сколько оксида серы(IV) образуется из 10 кг пирита и как это соотносится с полученными 3,36 м³ SO2.

• Шаг 1: Рассчитаем количество вещества пирита в 10 кг.
• Молярная масса пирита (FeS2) равна:
• Fe: 55,85 г/моль
• S: 32,07 г/моль × 2 = 64,14 г/моль
• Итого: 55,85 + 64,14 = 119,99 г/моль
• Теперь переведем 10 кг в граммы: 10 кг = 10000 г.
• Количество вещества пирита (n) можно найти по формуле: n = m / M, где m - масса, M - молярная масса.
• n = 10000 г / 119,99 г/моль ≈ 83,34 моль.

• Шаг 2: Рассчитаем количество образовавшегося SO2.
• Согласно уравнению реакции, из 4 моль пирита образуется 8 моль SO2. Таким образом, из 1 моль пирита образуется 2 моль SO2.
• Следовательно, из 83,34 моль пирита образуется: 83,34 моль × 2 = 166,68 моль SO2.

• Шаг 3: Переведем количество SO2 в объем при нормальных условиях.
• При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра. Таким образом, объем SO2 можно найти по формуле: V = n × Vm, где Vm = 22,4 л/моль.
• V = 166,68 моль × 22,4 л/моль ≈ 3734,4 литров.
• Переведем литры в кубические метры: 3734,4 л = 3,7344 м³.

Теперь сравним полученный объем SO2 с тем, что у нас есть:

Получено 3,36 м³ SO2, а теоретически мы могли получить 3,7344 м³. Это значит, что не весь пирит сгорел полностью, и часть его составляют примеси.

• Шаг 4: Определим процент примесей.
• Объем полученного SO2 (3,36 м³) составляет:
• Процент сгоревшего пирита = (3,36 м³ / 3,7344 м³) × 100% ≈ 89,92%.
• Следовательно, процент примесей = 100% - 89,92% ≈ 10,08%.

Ответ: Процент примесей в природном пирите составляет примерно 10,08%.