Question

3,2 г серы сожгли в избытке кислорода. Образовавшуюся смесь оксида серы (IV) с остатком кислорода нагревали в присутствии катализатора (V2O5) до установления химического равновесия. Равновесную смесь быстро охладили и обработали избытком раствора гидроксида натрия, в результате чего масса раствора увеличилась на 7,6 г, а объем не растворившегося газа составил 1,12 л (н.у.). Определите объем кислорода (н.у.), взятого для сжигания серы

Answer 1

1) Определяем количество вещества серы и записываем все уравнения химических реакций (количество вещества исходного кислорода обозначим через х и количество вещества образовавшегося при установлении равновесия SO3 – через у):
n(S) = 3,2 / 32 = 0,1 моль.
Было: 0,1 х
S + O2 -> SO2 + (О2) (1)
Прореагировало: 0,1 0,1 стало: 0,1 х – 0,1
Было: 0,1 х – 0,1
2 SO2 + O2 ⇄ 2 SO3 + (SO2) + (O2) (2)
Прореагировало: у 0,5у стало: у 0,1 – у х – 0,1 – 0,5у
Было: 0,1 - у
SO2 + 2 NaOH -> Na2SO3 + H2O (3)
Прореагировало: 0,1 – у
Было: у
SO3 + 2 NaOH -> Na2SO4 + H2O (4)
Прореагировало: у
2) При пропускании равновесной газовой смеси через раствор гидроксида натрия оба оксида серы растворились, и остался лишь не прореагировавший кислород. Изменение массы раствора равно сумме масс оксидов серы:
m(SO2 равн.) + m(SO3 равн.) = 7,6 г.
(0,1 – у) · 64 + у · 80 = 7,6; 16у = 1,2; у = 0,075 моль.
3) Определяем количество не прореагировавшего кислорода и затем находим исходный объем кислорода:
n(О2 оставшегося) = 1,12 / 22,4 = 0,05 моль.
х – 0,1 – 0,5у = 0,05; х = 0,05 + 0,1 + 0,5 · 0,075 = 0,1875 моль.
V(исходного кислорода) = 0,1875 · 22,4 = 4,2 л.
Ответ: V(исходного кислорода) = 4,2 л.