Решение задачи: Сколько H2SO4 образуется при обжиге пирита?

Решение задачи по химии Условие: Сколько грамм \( 75\% \)-го раствора \( H_{2}SO_{4} \) образуется при обжиге \( 120 \) г пирита, содержащего \( 20\% \) примесей, если выход продукта составляет \( 80\% \)? Дано: \( m_{техн.}(FeS_{2}) = 120 \) г \( \omega_{прим.} = 20\% \) (или \( 0,2 \)) \( \omega(H_{2}SO_{4}) = 75\% \) (или \( 0,75 \)) \( \eta = 80\% \) (или \( 0,8 \)) Найти: \( m_{р-ра}(H_{2}SO_{4}) \) — ? Решение: 1) Найдем массовую долю чистого дисульфида железа (\( FeS_{2} \)) в пирите: \[ \omega_{чист.}(FeS_{2}) = 100\% - 20\% = 80\% \text{ (или } 0,8) \] 2) Вычислим массу чистого \( FeS_{2} \): \[ m(FeS_{2}) = m_{техн.} \cdot \omega_{чист.} = 120 \cdot 0,8 = 96 \text{ г} \] 3) Составим суммарную схему превращений (согласно закону сохранения массы, вся сера из пирита переходит в кислоту): \[ FeS_{2} \rightarrow 2SO_{2} \rightarrow 2SO_{3} \rightarrow 2H_{2}SO_{4} \] Из схемы видно соотношение: из \( 1 \) моль \( FeS_{2} \) получается \( 2 \) моль \( H_{2}SO_{4} \). 4) Рассчитаем молярные массы веществ: \[ M(FeS_{2}) = 56 + 32 \cdot 2 = 120 \text{ г/моль} \] \[ M(H_{2}SO_{4}) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98 \text{ г/моль} \] 5) Найдем количество вещества пирита: \[ n(FeS_{2}) = \frac{m}{M} = \frac{96}{120} = 0,8 \text{ моль} \] 6) Согласно схеме, теоретическое количество серной кислоты: \[ n_{теор.}(H_{2}SO_{4}) = 2 \cdot n(FeS_{2}) = 2 \cdot 0,8 = 1,6 \text{ моль} \] 7) Учтем практический выход (\( 80\% \)): \[ n_{практ.}(H_{2}SO_{4}) = n_{теор.} \cdot \eta = 1,6 \cdot 0,8 = 1,28 \text{ моль} \] 8) Вычислим массу чистой серной кислоты: \[ m_{чист.}(H_{2}SO_{4}) = n_{практ.} \cdot M = 1,28 \cdot 98 = 125,44 \text{ г} \] 9) Найдем массу \( 75\% \)-го раствора: \[ m_{р-ра} = \frac{m_{чист.}}{\omega} = \frac{125,44}{0,75} \approx 167,25 \text{ г} \] Ответ: \( 167,25 \) г.