Определите массовые доли (в процентах) сульфидов железа и цинка в смеси, если при обработке 28,2 г. этой смеси избытком раствора соляной кислоты выделяется газ, который полностью осаждает медь из 405 г. 10% раствора хлорида меди (II).

1. Запишем уравнения протекающих реакций:

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑;

ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S↑;

H₂S + CuCl₂ = CuS↓ + 2HCl;

2. рассчитаем массу хлорида меди (2):

m (CuCl₂) = w (CuCl₂) * m (раствора);

m (CuCl₂) = 0,1 * 405 = 40,5 г;

3. найдем химические количества хлорида меди и сероводорода:

n (CuCl₂) = m (CuCl₂) : M (CuCl₂);

M (CuCl₂) = 64 + 35,5 * 2 = 135 г/моль;

n (CuCl₂) = 40,5 : 135 = 0,3 моль;

n (H₂S) = n (CuCl₂) = 0,3 моль;

4. пусть химические количества:

n (FeS) = x, а n (ZnS) = y, так как по реакции n (FeS) = n (H₂S) и n (ZnS) = n (H₂S), то:

х + у = 0,3 моль;

5. выразим массы исходных сульфидов и подставим в массу смеси:

m (FeS) = n (FeS) * M (FeS) = 88 * x;

m (ZnS) = n (ZnS) * M (ZnS) = 97 * y;

88 * x + 97 * y = 28,2 г.

6. составляем систему уравнений и находим химические количества сульфидов железа и цинка:

х + у = 0,3;

88 * х + 97 * у = 28,2;

у = 0,3 - х;

88 * х + 97 * (0,3 - х) = 28,2;

9 * х = 0,9;

х = 0,1 моль;

у = 0,2 моль;

7. рассчитаем массы сульфидов:

m (FeS) = 0,1 * 88 = 8,8 г;

m (ZnS) = 0,2 * 97 = 19,4 г;

8. определим массовые доли:

w (FeS) = m (FeS) : m (смеси) = 8,8 : 28,2 = 0,3121 или 31,21%;

w (ZnS) = m (ZnS) : m (смеси) = 19,4 : 28,2 = 0,6879 или 68,79%.

Ответ: 31,21% FeS; 68,79% ZnS.