Задача 1
Из 1 т серного колчедана получают 360 кг 100%-ной серной кислоты. Найти массовую долю выхода продукта.
Решение
- \(m(\mathrm{FeS_2}) = 1000\) кг
- \(m_{\text{практ}}(\mathrm{H_2SO_4}) = 360\) кг
- \(\eta\)
Вся сера колчедана переходит в серную кислоту. В одной формульной единице \(\mathrm{FeS_2}\) два атома серы, поэтому
\(M(\mathrm{FeS_2}) = 56 + 2 \cdot 32 = 120\) г/моль, \(M(\mathrm{H_2SO_4}) = 98\) г/моль.
\(n(\mathrm{FeS_2}) = \dfrac{1000}{120} \approx 8{,}333\) кмоль.
\(n(\mathrm{H_2SO_4}) = 2 \cdot 8{,}333 = 16{,}67\) кмоль.
Теоретическая масса: \(m_{\text{теор}} = 16{,}67 \cdot 98 \approx 1633\) кг.
\(\eta = \dfrac{m_{\text{практ}}}{m_{\text{теор}}} = \dfrac{360}{1633} \approx 0{,}220\), то есть 22,0 %.
В ответах учебника указано 22,1 % — так получается, если округлять промежуточные результаты (8,3 кмоль); точный счёт даёт 22,0 %.
Ответ
Выход — отношение практической массы продукта к теоретической, найденной по уравнению с учётом двух атомов серы в FeS₂.
Подробнее — в теме «Получение важнейших соединений неметаллов».