Номер 345, страница 72 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

345. Необходимо очистить от $SO_2$ газообразные выбросы объёмом (н. у.) 250 $м^3$, объёмная доля сернистого газа в которых составляет 1,48 %. Сероводород какой массы необходим для этого?

Дано:

$V_{смеси} = 250 \text{ м}^3$

$\phi(SO_2) = 1,48 \% = 0,0148$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$m(H_2S) - ?$

Решение:

Процесс очистки газообразных выбросов от диоксида серы $(SO_2)$ с помощью сероводорода $(H_2S)$ описывается уравнением реакции:

$SO_2 + 2H_2S \rightarrow 3S \downarrow + 2H_2O$

1. Найдем объём сернистого газа $(SO_2)$ в выбросах:

$V(SO_2) = V_{смеси} \cdot \phi(SO_2) = 250 \text{ м}^3 \cdot 0,0148 = 3,7 \text{ м}^3$

2. Согласно закону Авогадро, для газов при одинаковых условиях (в данном случае, н. у.) отношение объёмов реагирующих веществ равно отношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции. Из уравнения реакции следует, что на 1 объём $SO_2$ требуется 2 объёма $H_2S$.

$V(H_2S) = 2 \cdot V(SO_2) = 2 \cdot 3,7 \text{ м}^3 = 7,4 \text{ м}^3$

3. Рассчитаем количество вещества сероводорода. При нормальных условиях молярный объём газа $V_m$ равен $22,4 \text{ м}^3/\text{кмоль}$.

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{7,4 \text{ м}^3}{22,4 \text{ м}^3/\text{кмоль}} \approx 0,33036 \text{ кмоль}$

4. Вычислим молярную массу сероводорода $(H_2S)$:

$M(H_2S) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34 \text{ г/моль} = 34 \text{ кг/кмоль}$

5. Найдем массу необходимого сероводорода, используя не округленное значение количества вещества:

$m(H_2S) = n(H_2S) \cdot M(H_2S) = \frac{7,4}{22,4} \text{ кмоль} \cdot 34 \frac{\text{кг}}{\text{кмоль}} \approx 11,232 \text{ кг}$

Ответ: масса сероводорода $m(H_2S) \approx 11,23 \text{ кг}$.