На смесь сульфида цинка, хлорида натрия и карбоната кальция массой 80 г подействовали избытком соляной кислоты. При этом образовалась смесь газов объемом 13.44 л. При взаимодействии этой газовой смеси с избытком SO2 образовалось твердое вещество массой 19.2 г. Каковы массовые доли веществ в смеси?
Химия 9 класс "Химические реакции и расчеты по ним массовая доля веществ химия 9 класс сульфид цинка хлорид натрия карбонат кальция соляная кислота газовая смесь объём газов взаимодействие с SO2 твёрдое вещество расчет массы
Для решения задачи разберем процесс взаимодействия каждого из веществ в смеси с соляной кислотой и последующие реакции:
ZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S↑
Образуется сероводород (H2S), который является газом.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
Образуется углекислый газ (CO2), который также является газом.
Таким образом, смесь газов, которая образуется, состоит из H2S и CO2.
Теперь рассмотрим взаимодействие газовой смеси с избытком SO2:
2H2S + SO2 → 3S↓ + 2H2O
Образуется твердая сера (S).
Из условия задачи известно, что масса образовавшейся серы составляет 19.2 г. Найдем количество вещества серы:
Молярная масса серы (S) = 32 г/моль.
n(S) = 19.2 г / 32 г/моль = 0.6 моль.
Из уравнения реакции видно, что на 3 моль серы приходится 2 моль H2S. Следовательно, количество H2S:
n(H2S) = 0.6 моль * (2/3) = 0.4 моль.
Теперь найдем объем H2S при нормальных условиях (V = nRT/P, где R = 22.4 л/моль для нормальных условий):
V(H2S) = 0.4 моль * 22.4 л/моль = 8.96 л.
Общий объем газов = 13.44 л, следовательно, объем CO2:
V(CO2) = 13.44 л - 8.96 л = 4.48 л.
Найдем количество вещества CO2:
n(CO2) = 4.48 л / 22.4 л/моль = 0.2 моль.
Теперь вернемся к расчету исходной массы веществ:
По уравнению реакции на 1 моль ZnS приходится 1 моль H2S, следовательно:
n(ZnS) = n(H2S) = 0.4 моль.
Молярная масса ZnS = 97 г/моль.
m(ZnS) = 0.4 моль * 97 г/моль = 38.8 г.
По уравнению реакции на 1 моль CaCO3 приходится 1 моль CO2, следовательно:
n(CaCO3) = n(CO2) = 0.2 моль.
Молярная масса CaCO3 = 100 г/моль.
m(CaCO3) = 0.2 моль * 100 г/моль = 20 г.
Общая масса смеси = 80 г.
m(NaCl) = 80 г - 38.8 г - 20 г = 21.2 г.
Теперь найдем массовые доли веществ в исходной смеси:
Таким образом, массовые доли веществ в смеси составляют: