Какой объем кислорода (н.у.) потребуется для полного сжигания 4 кг серы, содержащей 4% примесей?

Решение на фотографии:

Добрый день! Разумеется, я готов помочь вам с этим вопросом. Для решения задачи о потреблении кислорода при сжигании серы, нам потребуется использовать знания о составе вещества, балансировке химических уравнений и соотношениях масс в химической реакции.

1. Сначала определим состав серы с примесями. Известно, что содержание примесей составляет 4% от всего вещества. Следовательно, масса примесей равняется 4% от 4 кг, то есть 0.04 * 4 кг = 0.16 кг.

2. Рассчитаем массу чистой серы, вычитая массу примесей из общей массы. Масса чистой серы = общая масса - масса примесей = 4 кг - 0.16 кг = 3.84 кг.

3. Далее, для определения объема кислорода, необходимого для полного сжигания серы, мы должны определить балансированное химическое уравнение для реакции горения серы. Балансированное уравнение выглядит следующим образом:

S + O2 -> SO2,

где S обозначает серу, O2 – молекулярный кислород, SO2 – сернистый газ, который образуется в результате реакции.

4. Из уравнения видно, что коэффициент перед молекулой кислорода равен 1. Это означает, что для полного сжигания одной молекулы серы потребуется одна молекула кислорода.

5. Масса одной молекулы кислорода равна молярной массе кислорода, которая составляет приблизительно 32 г/моль.

6. Рассчитаем количество молей серы по формуле: количество молей = масса / молярная масса. Молярная масса серы равна приблизительно 32 г/моль.

Количество молей серы = 3.84 кг / 32 г/моль = 0.12 моль.

7. Так как коэффициент перед молекулой кислорода в уравнении равен 1, мы можем сказать, что в данном случае количество молей кислорода, необходимое для полного сжигания серы, будет также равно 0.12 моль.

8. Далее, для вычисления объема кислорода в нормальных условиях (н.у.), мы можем использовать идеальный газовый закон, который говорит, что объем газа пропорционален количеству молей газа и обратно пропорционален давлению и температуре.

9. В нормальных условиях давление равно 1 атмосфере, а температура равна 273 Келвина.

10. Определим объем кислорода по формуле идеального газового закона: V = (n * R * T) / P, где V - объем газа, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, и P - давление.

11. Универсальная газовая постоянная (R) равна примерно 0.0821 атм * л / моль * К.

12. Подставим значения в формулу: V = (0.12 моль * 0.0821 атм * л / моль * К * 273 К) / 1 атм.

13. После всех вычислений получим: V = 2.65 л.

Таким образом, чтобы полностью сжечь 4 кг серы, содержащей 4% примесей, понадобится примерно 2.65 литра кислорода (н.у.).