Олимпиада по химии Известно, что сульфид железа применяется как сырье в производстве чугуна и как твердый источник сероводорода. Так, сульфид железа (II) массой 175,82 г растворили в разбавленной соляной кислоте, выделившейся газ провзаимодействовал с избытком раствора сульфата меди, а для полного растворения отфильтрованного черного осадка потребовалось 400 мл 25% раствора гидроксида калия. Какова плотность раствора щелочи (в г/мл)? Ответ округлите до десятых, при расчётах молярную массу меди считать равной 63,5 г/моль.
Для начала определим количество моль сульфида железа (II), которое было растворено в кислоте.
Масса сульфида железа (II) = 175,82 г
Молярная масса сульфида железа (II) = 55,85 г/моль + 32,06 г/моль = 87,91 г/моль
Количество моль сульфида железа (II) = 175,82 г / 87,91 г/моль = 2 моль
Так как сульфид железа (II) реагировал с раствором сульфата меди в избытке, то весь сульфид железа (II) был превращен в медный сульфид.
Согласно уравнению реакции:
FeS + CuSO4 -> FeSO4 + CuS
1 моль FeS соответствует 1 моль CuS
Следовательно, весь сульфид железа (II) был превращен в медный сульфид массой:
Масса CuS = 2 моль x 63,5 г/моль = 127 г
Теперь определим количество моль гидроксида калия, которое было использовано для полного растворения медного сульфида.
Масса CuS = 127 г
Объем 25% раствора гидроксида калия = 400 мл
Количество моль CuS = 127 г / 127,6 г/моль = 1 моль
Так как для полного растворения медного сульфида потребуется 2 моль гидроксида калия, то количество моль гидроксида калия равно 2 моля.
Теперь рассчитаем массу гидроксида калия:
Масса KOH = 2 моль x 56,11 г/моль = 112,2 г
Теперь определим плотность раствора щелочи:
Плотность раствора KOH = 112,2 г / 0,400 л = 280,5 г/л = 0,2805 г/мл
Ответ: плотность раствора щелочи равна 0,3 г/мл.