Выход серы по массе сероводорода и сульфида алюминия
Пропусканием избытка оксида серы (IV) через сероводородную воду, содержащую 16,32 г H₂S, получили серу, при сплавлении которой с избытком алюминия получили 22,05 г сульфида алюминия. Рассчитайте выход в первой реакции, если выход во второй реакции — 70%.
Дано
`m(H_2S) = 16.32 text{ г}`
`m_text{практ.}(Al_2S_3) = 22.05 text{ г}`
`η(Al_2S_3) = 70%`
Найти
`η(S) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`2H_2S + SO_2 = 3S text{↓} + 2H_2O`
`2Al + 3S = Al_2S_3`
Найдём теоретическую массу сульфида алюминия:
`m_text{теор.}(Al_2S_3) = (100 * m_text{практ.}(Al_2S_3))/(η(Al_2S_3)) = (100 * 22.05) / 70 = 31.5 text{ г}`
Найдём теоретическое количество вещества сульфида алюминия:
`n_text{теор.}(Al_2S_3) = (m_text{теор.}(Al_2S_3)) / (M(Al_2S_3)) = 31.5 / 150 = 0.21 text{ моль}`
Согласно уравнениям реакций, практическое количество вещества серы, полученной в первой реакции, в 3 раза больше теоретического количества вещества сульфида алюминия, полученного во второй реакции:
`n_text{практ.}(S) = 3*n_text{теор.}(Al_2S_3) = 3*0.21 = 0.63 text{ моль}`
Найдём количество вещества сероводорода:
`n(H_2S) = (m(H_2S))/(M(H_2S)) = 16.32/34 = 0.48 text{ моль}`
Согласно первому уравнению, теоретическое количество вещества серы:
`n_text{теор.}(S) = (3*n(H_2S))/2 = (3*0.48)/2 = 0.72 text{ моль}`
Найдём выход серы в первой реакции:
`η(S) = (100 * n_text{практ.}(S))/(n_text{теор.}(S)) = (100 * 0.63)/(0.72) = 87.5%`
Ответ
`η(S) = 87.5%`