Какой объем 14,7%-ного раствора серной кислоты (плотностью 1,105 г/мл) требуется добавить к сульфиду железа(II

Для решения данной задачи нам необходимо определить объем 14,7%-ного раствора серной кислоты, который нужно добавить к сульфиду железа(II) для получения 8,4 литра сероводорода при нормальных условиях.

Предположим, что мы добавляем \( V \) литров раствора серной кислоты к сульфиду железа(II). Поскольку в результате реакции между серной кислотой и сульфидом железа(II) выделяется сероводород, мы можем использовать закон Бойля-Мариотта для нахождения объема сероводорода при нормальных условиях.

Закон Бойля-Мариотта гласит, что при постоянной температуре и количестве вещества давление газа обратно пропорционально его объему. Формула закона записывается следующим образом:

\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \]

Где \( P_1 \) и \( V_1 \) - давление и объем газа до реакции, \( P_2 \) и \( V_2 \) - давление и объем газа после реакции.

В данной задаче мы знаем, что объем сероводорода после реакции равен 8,4 л. Под нормальными условиями давление газа равно 1 атмосфере. Таким образом, у нас есть:

\[ V_2 = 8,4 \, л \]
\[ P_2 = 1 \, атм \]

Для решения задачи далее нам понадобится знать, что объем и масса газа связаны через его плотность. Масса газа можно определить, умножив его плотность на объем:

\[ m = \rho \cdot V \]

Где \( m \) - масса газа, \( \rho \) - плотность газа, \( V \) - объем газа.

В данной задаче плотность серной кислоты равна 1,105 г/мл. Теперь мы можем определить массу серной кислоты, которую нужно добавить. Обозначим массу серной кислоты через \( m_{H_2SO_4} \) и объем серной кислоты через \( V_{H_2SO_4} \).

\[ m_{H_2SO_4} = \rho \cdot V_{H_2SO_4} \]

Поскольку 14,7% раствор серной кислоты содержит 14,7 г серной кислоты в 100 мл раствора, можно записать следующее соотношение:

\[ \frac{{m_{H_2SO_4}}}{{V_{H_2SO_4}}} = \frac{{14,7}}{{100}} \]

Теперь мы можем записать исходное соотношение, связывающее объемы сероводорода и серной кислоты:

\[ P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot (V_2 + V_{H_2SO_4}) \]

Поскольку \( P_1 = P_2 = 1 \, атм \), мы можем записать:

\[ V_1 = V_2 + V_{H_2SO_4} \]

Теперь мы можем связать объем сероводорода до реакции с объемом сероводорода после реакции:

\[ V_1 = V_2 + V_{H_2SO_4} \]

Подставим численные значения:

\[ V_1 = 8,4 + V_{H_2SO_4} \]

Таким образом, мы получили уравнение, которое позволяет нам решить задачу.