Номер 753, страница 134 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

753. Смешали железо массой 30,6 г с серой массой 12,4 г и полученную смесь нагрели. Рассчитайте массу образовавшегося сульфида железа(II), если его выход равен 90,2 %.

Дано:

$m(\text{Fe}) = 30,6 \text{ г}$

$m(\text{S}) = 12,4 \text{ г}$

$\eta = 90,2 \% = 0,902$

Найти:

$m_{\text{практ.}}(\text{FeS}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между железом и серой. При нагревании они образуют сульфид железа(II):

$Fe + S \xrightarrow{t} FeS$

Согласно уравнению, стехиометрическое соотношение реагентов и продукта составляет $1:1:1$.

2. Рассчитаем молярные массы реагентов, используя относительные атомные массы из периодической таблицы:

$M(\text{Fe}) \approx 56 \text{ г/моль}$

$M(\text{S}) \approx 32 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) для каждого из исходных веществ по формуле $n = m/M$:

$n(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{M(\text{Fe})} = \frac{30,6 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0,546 \text{ моль}$

$n(\text{S}) = \frac{m(\text{S})}{M(\text{S})} = \frac{12,4 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,3875 \text{ моль}$

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим). Поскольку реагенты взаимодействуют в мольном соотношении $1:1$, реагент с меньшим количеством вещества будет в недостатке.

Сравниваем количество вещества: $0,3875 \text{ моль (S)} < 0,546 \text{ моль (Fe)}$.

Следовательно, сера находится в недостатке и прореагирует полностью. Дальнейшие расчеты ведем по сере.

5. Рассчитаем теоретическое количество вещества и теоретическую массу продукта (сульфида железа(II)), которая образовалась бы при 100% выходе.

Из уравнения реакции следует, что $n_{\text{теор.}}(\text{FeS}) = n(\text{S})$.

$n_{\text{теор.}}(\text{FeS}) = 0,3875 \text{ моль}$

Рассчитаем молярную массу сульфида железа(II):

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

Найдем теоретическую массу FeS:

$m_{\text{теор.}}(\text{FeS}) = n_{\text{теор.}}(\text{FeS}) \cdot M(\text{FeS}) = 0,3875 \text{ моль} \cdot 88 \text{ г/моль} = 34,1 \text{ г}$

6. Рассчитаем практическую массу сульфида железа(II), зная, что выход реакции составляет 90,2%.

Практическая масса вычисляется по формуле:

$m_{\text{практ.}} = m_{\text{теор.}} \cdot \eta$

где $\eta$ - доля выхода (в данном случае 0,902).

$m_{\text{практ.}}(\text{FeS}) = 34,1 \text{ г} \cdot 0,902 \approx 30,76 \text{ г}$

Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с точностью исходных данных), получаем 30,8 г.

Ответ: масса образовавшегося сульфида железа(II) равна 30,8 г.