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:

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

$m(\ce{FeS2})=1.2\,кг=1200\,г.$

Найти:

$V_{возд}-?$

Решение:

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

Найдем количество вещества пирита:

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

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

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

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

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

$\dfrac{n(\ce{FeS2})}{ n(\ce{O2})}=\dfrac{4}{11};$

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

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

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

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

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

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

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

$V(\ce{O2}) = 0.21\cdot V_{возд};$

$V_{возд}= \dfrac{V(\ce{O2})}{0.21};$

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

Ответ: $2.93\,м^3.$