Здравствуйте, уважаемые читатели!
Сегодня я хочу отрешать 2 задачи из сборника И.Ю.Белавина (раздел - "Конкурсные задачи", подраздел - "Растворение сложных веществ")
Итак, задача 1.
Ее особенности - "атомистика", олеум, смеси.
257. Сколько г оксида серы (VI) надо растворить в растворе серной кислоты с массовой долей кислоты 98%, чтобы получить 100 г олеума , в котором содержание серы как элемента составляет 34,96 %? Какова массовая доля оксида серы (VI) в этом олеуме?
Решение.
1. Найдем состав олеума:
А)n(S)=100*0,3496/32=1,0925 моль
Б) Пусть n(SO3) в олеуме=x, n(H2SO4)=y,тогда составим систему:
х+у=1,0925
80х+98у=100
Откуда х=n(SO3) в олеуме=0,3925 моль, у=n(H2SO4)в олеуме=0,7 моль
В) W(SO3)=100*0,3925*80/100=31,4%
2. Найдем массу добавленного к 98% H2SO4 SO3
А)SO3+H2O=H2SO4 (1)
H2SO4 +n SO3= олеум
Б) Поскольку реакция 1 протекает только с водой, имеющейся в 98%-ном растворе кислоты, выразим n(Н2О) в исх. рре:
Пусть n исх(H2SO4)=а,тогда:
n(Н2О)=98*а*2/(98*18)=а/9
в) n исх( SO3)= n(Н2О)+ 0,3925=а/9+0,3925
т.к. n исх( SO3)+ n исх(H2SO4)= 1,0925, найдем а=n исх(H2SO4) =0,63 моль
тогда n исх( SO3)=1,0925-0,63=0,4625 моль
m(SO3)=0,4625*80=37г
Задача 2.
Типовая задача на смеси, усложненная примесями и редко используемой размерностью .
258. При обжиге 4,465 т руды, содержащей сульфид железа (II), пирит и 14 % не окисляющихся примесей, образовалось 3,825 т твердого остатка. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 95 % и плотностью 1,8 г/мл можно получить из выделившихся при обжиге газов?
Решение.
1. Найдем массу сульфидов:
M(FeS2+FeS)=4,465*0,86=3,84 т
2. Найдем количество SO2, образовавшегося в процессе обжига:
а) химизм обжига:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 (1)
4FeS +7O2=2Fe2O3+4SO2 (2)
б)Найдем состав исходной смеси:
m(Fe2O3)=3,825-4,465*0,14=3200 кг
Пусть n FeS2=х, n FeS=у, n(Fe2O3)= 20кмоль
Составим систему уравнений:
120х+88у=3840
0,5 (х+у)=20 откуда х =10 кмоль у= 30 кмоль
в)Найдем n(SO2)=2х+у=2*10+30=50 кмоль
4. Найдем объем раствора серной кислоты
а)Согласно стехиометрии процесса получения серной кислоты из SO2
n(SO2)=(H2SO4)=50 кмоль
б)Vрра= 50*98/(0,95*1,8)=2865 л
В воскресенье , 15 августа, состоится 2 вебинар курса "Конкурсные задачи". На нем планирую к разбору задачи №№ 245-265 из сборника И.Ю.Белавина (раздел "растворы и смеси").
Всего доброго!