Номер 5, страница 63 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

Масса серы: $m(S) = 3.2 \text{ г}$

Объем кислорода (н. у.): $V(O_2) = 2.911 \text{ дм}^3$

Практический выход оксида серы(IV): $\eta = 86 \%$

Перевод данных в систему СИ:

Масса серы: $m(S) = 3.2 \text{ г}$

Объем кислорода (н. у.): $V(O_2) = 2.911 \text{ л}$

Молярный объем газов при н. у.: $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Найти:

Масса оксида серы(IV): $m_{практ}(SO_2) = ?$

Решение:

Напишем уравнение реакции горения серы:

$S + O_2 \to SO_2$

Рассчитаем молярные массы веществ:

$M(S) = 32 \text{ г/моль}$

$M(O_2) = 2 \times 16 = 32 \text{ г/моль}$

$M(SO_2) = 32 + 2 \times 16 = 64 \text{ г/моль}$

Вычислим количество вещества каждого реагента:

Количество вещества серы:

$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{3.2 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода (при нормальных условиях):

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m} = \frac{2.911 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.130 \text{ моль}$

Определим лимитирующий реагент. Согласно уравнению реакции, сера и кислород взаимодействуют в мольном соотношении 1:1. Для полного сгорания 0.1 моль серы требуется 0.1 моль кислорода. Поскольку у нас 0.130 моль кислорода, кислород находится в избытке, а сера является лимитирующим реагентом.

Поскольку сера является лимитирующим реагентом, количество образовавшегося оксида серы(IV) будет определяться количеством серы:

$n_{теор}(SO_2) = n(S) = 0.1 \text{ моль}$

Рассчитаем теоретическую массу оксида серы(IV):

$m_{теор}(SO_2) = n_{теор}(SO_2) \times M(SO_2) = 0.1 \text{ моль} \times 64 \text{ г/моль} = 6.4 \text{ г}$

Теперь рассчитаем практическую массу оксида серы(IV), учитывая практический выход:

$m_{практ}(SO_2) = m_{теор}(SO_2) \times \frac{\eta}{100\%}$

$m_{практ}(SO_2) = 6.4 \text{ г} \times \frac{86}{100} = 6.4 \text{ г} \times 0.86 = 5.504 \text{ г}$

Ответ:

Масса образовавшегося оксида серы(IV) составляет $5.504 \text{ г}$.