В фарфоровый тигель поместили смесь из 5,4 г алюминия и 16 г серы, вещества нагрели без доступа воздуха и продолжали нагревание до окончания взаимодействия. Содержимое тигля перенесли в стакан с большим количеством тёплой воды. Полученную суспензию

Для решения задачи будем следовать шаг за шагом.

Шаг 1: Определение массы содержимого тигля после окончания нагревания

Алюминий (Al) и сера (S) реагируют по уравнению:
$ 2Al + 3S \rightarrow Al2S3 $

1. Рассчитаем количество вещества алюминия и серы:
- Молярная масса Al = 27 г/моль
- Молярная масса S = 32 г/моль

$
n_{Al} = \frac{5.4 \, \text{г}}{27 \, \text{г/моль}} = 0.2 \, \text{моль}
$
$
n_{S} = \frac{16 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль}
$

2. Определим, какое вещество является лимитирующим:
- Для реакции требуется 2 моль Al на 3 моль S.
- Для 0.2 моль Al нужно $\frac{3}{2} \cdot 0.2 = 0.3 \, \text{моль S}$, а у нас 0.5 моль S, значит, Al является лимитирующим.

3. Рассчитаем массу образовавшегося сульфида алюминия $Al2S3$:
- Молярная масса $Al2S3 = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 32 = 150 \, \text{г/моль}$
- Из 0.2 моль Al получится $\frac{0.2}{2} \cdot 3 = 0.3 \, \text{моль Al2S3}$

$
m{Al2S_3} = 0.3 \, \text{моль} \cdot 150 \, \text{г/моль} = 45 \, \text{г}
$

4. Масса содержимого тигля:
$
m{содержимого} = m{Al2S3} = 45 \, \text{г}
$

Ответ на вопрос 1:

Масса содержимого тигля после окончания нагревания: 45.0 г

---

Шаг 2: Определение массы осадка, по...

При реакции образуется сульфид алюминия, который является осадком. В процессе фильтрации мы получаем осадок $Al3$.

1. Масса осадка:
   $$m_{осадка} = 45 \, \text{г}$$

---

1. Определим количество газа, который поглотился в растворе КОН:

   • Объём раствора КОН = 256.88 мл = 0.25688 л
   • Масса раствора КОН = 0.25688 л × 1.09 г/мл = 280.00 г
   • Масса KOH в растворе = 10% от 280.00 г = 28.00 г
   • Молярная масса KOH = 56.1 г/моль
   $$n_{KOH} = \frac{28.00 \, \text{г}}{56.1 \, \text{г/моль}} \approx 0.498 \, \text{моль}$$

   В реакции с газом образуется сульфид калия (K2S):

   $$2KOH + H2S + 2H_2O$$

   Из 0.498 моль KOH получится \frac{1}{2} \cdot 0.498 \approx 0.249 \, \text{моль H_2S}.

2. Рассчитаем объём газа при нормальных условиях (1 атм, 23°C):

   • Используем уравнение состояния идеального газа:
     $$V = nRT/P$$
     где $R = 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / (\text{моль} \cdot \text{К})$, $T = 23 + 273 = 296 \, \text{К}$.
   $$V = 0.249 \, \text{моль} \cdot 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / (\text{моль} \cdot \text{К}) \cdot 296 \, \text{К} / 1 \, \text{атм} \approx 6.06 \, \text{л}$$

---

1. Из реакции видно, что на 1 моль H2S образуется 1 моль K2S. Значит, количество K2S будет равно количеству H2S:
   $$n_{K2S} = 0.249 \, \text{моль}$$

---

1. В растворе у нас есть K2S и KOH. Рассчитаем их массы:

   • Масса K2S:

     $$m_{K2S} = 0.249 \, \text{моль} \cdot (2 \cdot 39.1 + 32) \approx 0.249 \cdot 110.2 \approx 27.4 \, \text{г}$$

   • Масса KOH:

     $$m_{KOH} = 28.00 \, \text{г}$$

2. Общая масса раствора:

   $$m{K2S} + m_{KOH} = 27.4 \, \text{г} + 28.00 \, \text{г} = 55.4 \, \text{г}$$

3. Массовая доля K2S:

   $$\text{массовая доля} = \frac{m{общая}} \cdot 100\% = \frac{27.4}{55.4} \cdot 100\% \approx 49.4\%$$