Какое количество теплоты выделилось в результате сжигания 48 г минерала, содержащего 46,7% железа и 53,3% серы

Для решения данной задачи нам понадобятся химические уравнения реакций сгорания минерала и прокаливания продукта сгорания.

Для сжигания минерала, содержащего 46,7% железа и 53,3% серы, в избытке кислорода, химическое уравнение будет следующим:

\[ 4FeS + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 4SO_2 \]

Из уравнения видно, что на каждые 4 моль серы, сгорает 4 моль FeS. Также можно заметить, что на каждые 2 моля железа, образуется 3 моля Fe2O3. Зная молярную массу железа и серы мы можем найти количества веществ в реакции:

Масса FeS = 0,467 * 48 г = 22,416 г
Масса Fe = (2 моля/4 моля FeS) * 55,85 г/моль * (22,416 г/0,184 моль FeS) = 54,24 г
Масса S = (4 моля/4 моля FeS) * 32,06 г/моль * (22,416 г/0,184 моль FeS) = 69,31 г

Таким образом, в реакции сгорания было сожжено 54,24 г железа и 69,31 г серы. Для расчета количества выделенной теплоты нам понадобятся теплота образования продуктов реакции и теплота образования исходных веществ.

Теплота образования продукта Fe2O3: -824,2 кДж/моль
Теплота образования продукта SO2: -296,8 кДж/моль
Теплота образования исходного вещества Fe: 0 кДж/моль
Теплота образования исходного вещества S: 0 кДж/моль

Теплота реакции будет равна разности между суммой теплот образования продуктов и суммой теплот образования исходных веществ:

Теплота реакции = (3 моля Fe2O3 * -824,2 кДж/моль) + (4 моля SO2 * -296,8 кДж/моль) - 0 кДж/моль - 0 кДж/моль
Теплота реакции = -2472,6 кДж + -1187,2 кДж = -3660,8 кДж

Таким образом, выделилось 3660,8 кДж теплоты при сжигании 48 г минерала.

Для прокаливания твердого продукта сгорания с 18,1 г алюминия, химическое уравнение будет следующим:

\[ 2Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 \]

Как видно из уравнения, на каждые 2 моля Fe2O3 требуется 2 моля Al. Количество Fe2O3 мы уже рассчитали ранее как 3 моля. Теперь можем рассчитать количество Al:

Масса Al = (2 моля/2 моля Al) * 26,98 г/моль * (18,1 г/2 моль Al) = 97,359 г

Теплота реакции прокаливания можно рассчитать так же, как и в предыдущем случае, используя теплоты образования продуктов и исходных веществ:

Теплота реакции = (3 моля Fe * 0 кДж/моль) + (1 моля Al2O3 * -1675,7 кДж/моль) - 0 кДж/моль - 0 кДж/моль
Теплота реакции = -5027,1 кДж + -1675,7 кДж = -6702,8 кДж

Таким образом, выделилось 6702,8 кДж теплоты при прокаливании твердого продукта сгорания с 18,1 г алюминия.