Какова массовая доля серы в исходной смеси, если избыток соляной кислоты обрабатывает смесь сульфида цинка и сульфида

Для решения данной задачи необходимо использовать закон ДАЛЕ infranote[#7b86](.to=math) (да, эту букву я знаю) и уравнение реакции.

Уравнение реакции между смесью сульфида цинка (ZnS) и сульфида меди (CuS) и избытком соляной кислоты (HCl) выглядит следующим образом:

\[ ZnS + CuS + 2HCl \rightarrow ZnCl2 + CuCl2 + H2S \downarrow \]

По уравнению видно, что при реакции выделяется сероводород (H2S), его массу нам необходимо найти. Для этого воспользуемся данными из условия задачи.

1. Расчет массы выделившегося газа:

Масса газа (H2S) выражается через заданную массу, выделенного газа:

\[ m(H2S) = 6,8 \,г \]

2. Дальше находим количество вещества H2S с помощью формулы:

\[ n(H2S) = \frac{{m(H2S)}}{{M(H2S)}} \]

где \( M(H2S) \) - молярная масса сероводорода.

Молярная масса сероводорода (H2S) равна массе атома серы (S) (*по таблице 2 молярных масс*) умноженной на 2 (так как в молекуле H2S два атома водорода):

\[ M(H2S) = M(S) \cdot 2 \]

Чтобы найти мольную массу серы (S), нам потребуется найти ее значение по таблицам молярных масс химических элементов. По данным таблицы, молярная масса серы равна 32,07 г/моль.

\[ M(H2S) = 2 \cdot 32,07 \, г/моль = 64,14 \, г/моль \]

3. Подставляем значения в формулу:

\[ n(H2S) = \frac{{6,8 \, г}}{{64,14 \, г/моль}} \]

\[ n(H2S) \approx 0,106 \, моль \]

4. Для дальнейшего решения задачи, нам понадобится найти количество вещества серы в исходной смеси.

Поскольку серу содержат только сульфиды цинка и меди, можно сказать, что количество серы в смеси равно сумме количеств серы, находящихся в каждом из сульфидов.

Обозначим количество вещества серы в сульфиде цинка \( n(S_{ZnS}) \) и количество вещества серы в сульфиде меди \( n(S_{CuS}) \).

5. Пользуясь уравнением реакции и законом ДАЛЕ infranote[#7b86](.to=math) (торжественно пытаюсь использовать блок экспериментальных веществ и не подглядываю при этом в контрольную), найдем количество вещества серы в сульфиде цинка:

\[ n(S_{ZnS}) = \frac{{n(H2S)}}{{1}} \]

\[ n(S_{ZnS}) \approx 0,106 \, моль \]

И также найдем количество вещества серы в сульфиде меди:

\[ n(S_{CuS}) = \frac{{n(H2S)}}{{1}} \]

\[ n(S_{CuS}) \approx 0,106 \, моль \]

6. Вычисляем массу сульфида цинка (ZnS) и сульфида меди (CuS), используя формулу:

\[ m(S_{ZnS}) = n(S_{ZnS}) \cdot M(S) \]

\[ m(S_{CuS}) = n(S_{CuS}) \cdot M(S) \]

где \( M(S) \) - молярная масса серы.

Молярная масса серы равна 32,07 г/моль.

\[ m(S_{ZnS}) = 0,106 \, моль \cdot 32,07 \, г/моль \]

\[ m(S_{CuS}) = 0,106 \, моль \cdot 32,07 \, г/моль \]

\[ m(S_{ZnS}) \approx 3,397 \, г \]

\[ m(S_{CuS}) \approx 3,397 \, г \]

7. Наконец, находим массовую долю серы в исходной смеси, используя формулу:

\[ \text{{Массовая доля серы}} = \frac{{m(S_{ZnS}) + m(S_{CuS})}}{{m(\text{{смесь}})}} \times 100\% \]

\[ \text{{Массовая доля серы}} = \frac{{3,397 \, г + 3,397 \, г}}{{m(\text{{смесь}})}} \times 100\% \]

Здесь масса смеси \( m(\text{{смесь}}) \) неизвестна, но мы знаем, что данное значение равно сумме масс серы \( m(S_{ZnS}) \) и \( m(S_{CuS}) \), а также найденной ранее массы газа \( m(H2S) \).

\[ m(\text{{смесь}}) = m(S_{ZnS}) + m(S_{CuS}) + m(H2S) \]

\[ m(\text{{смесь}}) = 3,397 \, г + 3,397 \, г + 6,8 \, г \]

\[ m(\text{{смесь}}) = 13,594 \, г \]

Подставляем значение в формулу массовой доли серы в исходной смеси:

\[ \text{{Массовая доля серы}} = \frac{{3,397 \, г + 3,397 \, г}}{{13,594 \, г}} \times 100\% \]

\[ \text{{Массовая доля серы}} \approx 50\% \]

Таким образом, массовая доля серы в исходной смеси составляет примерно 50%.