7. Определите объём воздуха, который необходим для обжига пирита FeS2 массой 1.2 кг. Обжиг пирита на воздухе протекает по схеме: FeS2 + О2 → Fe2О3 + SO2↑.

Дано:

4FeSX2+11О22FeX2О3+8SOX2;\ce{4FeS2} + \ce{11О2} → \ce{2Fe2О3} + \ce{8SO2}↑;

m(FeSX2)=1.2кг=1200г.m(\ce{FeS2})=1.2\,кг=1200\,г.

Найти:

Vвозд?V_{возд}-?

Решение:

В реакции молярные соотношения FeSX2\ce{FeS2} и OX2\ce{O2} равны 4 к 11.

Найдем количество вещества пирита:

n(FeSX2)=m(FeSX2)M(FeSX2);n(\ce{FeS2})= \dfrac{m(\ce{FeS2})}{M(\ce{FeS2})};

M(FeSX2)=M(Fe)+2M(S);M(\ce{FeS2}) = M(\ce{Fe})+2\cdot M(\ce{S});

M(FeSX2)=55.845+232.06=119.965г/моль;M(\ce{FeS2}) = 55.845+2\cdot 32.06=119.965\, г/моль;

n(FeSX2)=1200119.965=10моль.n(\ce{FeS2})=\dfrac{1200}{119.965}=10\, моль.

Найдем количество вещества OX2\ce{O2} по пропорции:

n(FeSX2)n(OX2)=411;\dfrac{n(\ce{FeS2})}{ n(\ce{O2})}=\dfrac{4}{11};

n(OX2)=11n(FeSX2)4;n(\ce{O2})=\dfrac{11\cdot n(\ce{FeS2})}{4};

n(OX2)=11104=27.5моль.n(\ce{O2})=\dfrac{11\cdot 10}{4}=27.5\, моль.

Объем OX2\ce{O2} в нормальных условиях можно вычислить с помощью закона Авогадро (1 следствие):

V(OX2)=n(OX2)VM;V(\ce{O2})= n(\ce{O2})\cdot V_{M};

VM=22.4л/моль=22.4103м3/моль;V_{M}=22.4\, л/моль=22.4\cdot 10^{-3}\, м^3/моль;

V(OX2)=27.522.4=616л=0.616м3.V(\ce{O2})= 27.5\cdot 22.4=616\, л=0.616\, м^3.

Объемное содержание кислорода в воздухе — 21%. Вычислим объём воздуха:

V(OX2)=0.21Vвозд;V(\ce{O2}) = 0.21\cdot V_{возд};

Vвозд=V(OX2)0.21;V_{возд}= \dfrac{V(\ce{O2})}{0.21};

Vвозд=6160.21=2933л=2.933м3.V_{возд}= \dfrac{616}{0.21}=2933\,л=2.933\, м^3.

Ответ: 2.93м3.2.93\,м^3.