Номер 326, страница 69 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

326. Смешали железо массой 500 мг и серу массой 250 мг и нагрели. Какая соль образовалась при этом и чему равна её масса?

Дано:

Масса железа $m(Fe) = 500 \text{ мг} = 0.5 \text{ г}$

Масса серы $m(S) = 250 \text{ мг} = 0.25 \text{ г}$

Найти:

Формулу образовавшейся соли и ее массу $m(\text{соли})$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции, которая происходит при нагревании смеси железа и серы. В результате образуется соль — сульфид железа(II).

$Fe + S \xrightarrow{t} FeS$

2. Чтобы найти массу продукта, нужно определить, какое из исходных веществ находится в недостатке (т.е. прореагирует полностью). Для этого рассчитаем количество вещества (в молях) для железа и серы.

Молярная масса железа: $M(Fe) \approx 56 \text{ г/моль}$.

Молярная масса серы: $M(S) \approx 32 \text{ г/моль}$.

Количество вещества железа:

$\nu(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{0.5 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0.00893 \text{ моль}$

Количество вещества серы:

$\nu(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{0.25 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0.0078125 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, железо и сера реагируют в мольном соотношении 1:1. Сравним полученные количества веществ:

$\nu(S) < \nu(Fe)$ (поскольку $0.0078125 < 0.00893$)

Это означает, что сера находится в недостатке и прореагирует полностью, а железо — в избытке. Расчет массы продукта реакции ведется по веществу, находящемуся в недостатке, то есть по сере.

4. По уравнению реакции, из 1 моль серы образуется 1 моль сульфида железа(II). Следовательно, количество вещества образовавшегося продукта равно количеству вещества прореагировавшей серы:

$\nu(FeS) = \nu(S) = 0.0078125 \text{ моль}$

5. Теперь можно рассчитать массу образовавшейся соли. Сначала найдем молярную массу сульфида железа(II):

$M(FeS) = M(Fe) + M(S) = 56 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} = 88 \text{ г/моль}$

Вычислим массу сульфида железа(II):

$m(FeS) = \nu(FeS) \cdot M(FeS) = 0.0078125 \text{ моль} \cdot 88 \text{ г/моль} = 0.6875 \text{ г}$

Переведем полученное значение в миллиграммы: $0.6875 \text{ г} = 687.5 \text{ мг}$.

Ответ: образовалась соль сульфид железа(II) с формулой $FeS$. Масса образовавшейся соли равна 687.5 мг.