Условие
FeS₂ и Fe полностью окислили; масса твёрдого остатка равна исходной. Найдите состав, приняв конечным оксидом Fe₂O₃. Ar(Fe)=56, Ar(S)=32. Рассмотрите также влияние выбора оксида.
Решение по шагам
Уравнения: 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂; 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃. Пусть исходно x моль пирита и y моль железа. Тогда 120x + 56y = 80(x + y), поскольку на моль атомов Fe приходится 80 г Fe₂O₃.
Получаем x:y = 3:5, массы 360:280 = 9:7. Пирита 56,25%, железа 43,75%.
Выбор конечного оксида существенен. Для Fe₃O₄ масса на моль Fe равна 232/3; тогда x:y = 1:2, доли 15/29 ≈ 51,72% и 14/29 ≈ 48,28%. Уравнения: 3FeS₂ + 8O₂ → Fe₃O₄ + 6SO₂; 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄. Без уточнения продукта условие допускает разные модели.
Проверка результата
В первой модели 3 моль FeS₂ и 5 моль Fe весят 640 г и дают 4 моль Fe₂O₃ той же массы. Сера уходит как SO₂, компенсируя присоединение кислорода.
Типичная ошибка
Сохранять массу только твёрдой фазы, забывая газ, или скрывать предположение об оксиде.
Что даёт этот метод
Назовите состав системы и конечные продукты до расчёта.
Дальше по теме
Физика, химия и астрономия: школьный практикум.
Следующие разборы
- Барий в растворе HCl: два этапа реакции и массовые доли
- Сжигание равных масс магния и алюминия: расчёт оксидов
Условие адаптировано из открытого источника: 37-й Турнир имени М. В. Ломоносова, МЦНМО, задания 2014 года, himiya: задача 7. Решение, объяснение и проверка изложены редакцией damirock.com; это не официальный ключ преподавателя. МЦНМО C0: распространение без ограничений. Вёрстка и обозначения адаптированы; числовые предпосылки указаны в условии.