Определение объема сероводорода при взаимодействии гидрида кальция с серой
21 г технического гидрида кальция, массовая доля примесей в котором 10%, обработали избытком воды. Полученный газ прореагировал с 32 г технической серы, массовая доля примесей в которой 20%. Какой объём (н. у.) сероводорода был при этом получен?
Дано
`m_text{тех.}(CaH_2) = 21 text{ г}`
`ω_(CaH_2)(примесей) = 10%`
`m_text{тех.}(S) = 32 text{ г}`
`ω_(S)(примесей) = 20%`
Найти
`V(H_2S) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`CaH_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + 2H_2 text{↑}`
`H_2 + S = H_2S`
Найдём массовую долю гидрида кальция в техническом образце:
`ω(CaH_2) = 100 - ω_(CaH_2)(примесей) = 100 - 10 = 90%`
Найдём массу чистого гидрида кальция:
`m(CaH_2) = (ω(CaH_2) * m_text{тех.}(CaH_2))/100 = (90*21)/100 = 18.9 text{ г}`
Найдём количество вещества гидрида кальция:
`n(CaH_2) = (m(CaH_2))/(M(CaH_2)) = 18.9/42 = 0.45 text{ моль}`
Согласно первому уравнению реакции, количество вещества водорода в 2 раза больше количества гидрида кальция:
`n(H_2) = 2*n(CaH_2) = 2*0.45 = 0.9 text{ моль}`
Найдём массовую долю серы в техническом образце:
`ω(S) = 100 - ω_(S)(примесей) = 100 - 20 = 80%`
Найдём массу чистой серы:
`m(S) = (ω(S) * m_text{тех.}(S))/100 = (80 * 32)/100 = 25.6 text{ г}`
Найдём количество вещества серы:
`n(S) = (m(S))/(M(S)) = 25.6/32 = 0.8 text{ моль}`
Согласно второму уравнению реакции, водород и сера реагируют в соотношении 1:1. Для 0.9 моль H₂ требуется 0.9 моль S. У нас имеется 0.8 моль S, следовательно, сера в недостатке, расчёт ведём по ней.
Количество вещества сероводорода равно количеству вещества серы:
`n(H_2S) = n(S) = 0.8 text{ моль}`
Найдём объём сероводорода при н.у.:
`V(H_2S) = n(H_2S)*V_m = 0.8*22.4 = 17.92 text{ л}`
Ответ
`V(H_2S) = 17.92 text{ л}`