Сколько теплоты выделилось при сжигании 48 г минерала с содержанием 46,7% железа и 53,3% серы и при прокаливании

Для того чтобы решить эту задачу, мы должны выяснить, какие реакции происходят при сжигании минерала и при прокаливании твердого продукта сгорания с алюминием, а затем вычислить количество теплоты, выделенное при каждой реакции.

Сначала рассмотрим реакцию сжигания минерала. Зная содержание железа и серы в минерале, мы можем вычислить количество железа и серы, которые принимают участие в реакции. Так как молярная масса железа равна 55,845 г/моль, а молярная масса серы равна 32,06 г/моль, мы можем найти массу железа и серы в минерале следующим образом:

Масса железа = (46,7% / 100%) * 48 г = 22,416 г
Масса серы = (53,3% / 100%) * 48 г = 25,584 г

Поскольку железо реагирует с кислородом, чтобы образоваться оксид железа(III), нам нужно узнать количество молей железа, которое принимает участие в реакции. Для этого мы должны разделить массу железа на его молярную массу:

Количество молей железа = Масса железа / Молярная масса железа = 22,416 г / 55,845 г/моль ≈ 0,401 моль

Теперь мы можем использовать известные нам теплоты образования, чтобы определить количество теплоты, выделившееся при реакции образования оксида железа(III). Теплота образования оксида железа(III) равна 824 кДж/моль. Так как в реакции образуется 1 моль оксида железа из 2 моль железа, мы можем вычислить количество теплоты следующим образом:

Теплота образования оксида железа(III) = 824 кДж/моль * (0,401 моль / 2 моль) ≈ 164,518 кДж

Теперь рассмотрим реакцию прокаливания твердого продукта сгорания с алюминием. Масса алюминия, используемого в реакции, равна 18,1 г.

Алюминий реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия. Мы можем вычислить количество молей алюминия, участвующих в реакции, так же, как и для железа:

Количество молей алюминия = Масса алюминия / Молярная масса алюминия = 18,1 г / 26,982 г/моль ≈ 0,67 моль

Теплота образования оксида алюминия равна 1675 кДж/моль. Так как в реакции образуется 1 моль оксида алюминия из 4 моль алюминия, мы можем вычислить количество теплоты следующим образом:

Теплота образования оксида алюминия = 1675 кДж/моль * (0,67 моль / 4 моль) ≈ 279,417 кДж

Теперь мы должны сложить количество теплоты, выделившееся при сжигании минерала (164,518 кДж) и при прокаливании твердого продукта сгорания с алюминием (279,417 кДж), чтобы получить общее количество теплоты:

Общее количество теплоты = 164,518 кДж + 279,417 кДж ≈ 443,935 кДж

Итак, при сжигании 48 г минерала с содержанием 46,7% железа и 53,3% серы и при прокаливании твердого продукта сгорания с 18,1 г алюминия, выделяется примерно 443,935 кДж теплоты.