n (Fe3O4)=m/M=320 000 кг/232г/моль=1380 кмоль
1380кмоль х
Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O
1 моль 3 моль
х=4140 кмоль
m (Fe)=n*M*((100%-w (потерь))/100%)=4140 кмоль*56г/моль* 0,938=217466кг=217,5т
m (чугуна)=m (Fe):w(Fe)*100%=217,5т:0,954=228т
Сероводород
При обычных условиях сероводород Н2S – газ, без цвета, с характерным запахом гниющего белка. При 20°С 1 объём воды растворяет 2,5 объёма Н2S. Раствор Н2S в воде называется сероводородной водой или сероводородной кислотой.
Сероводородная кислота – слабая, двухосновная, бескислородная. Диссоциирует ступенчато:
Химические свойства сероводорода, как и многих соединений, удобно рассмотреть в двух аспектах: кислотно-основном и окислительно-восстановительном.
По кислотно-основным свойствам раствор сероводорода является слабой кислотой, что обусловлено присутствием в растворе ионов Н+ (Н3О+). Сероводород может изменить окраску раствора индикатора (например, лакмуса с фиолетовой на красную).
Сероводород взаимодействует со щелочами. При этом могут образовываться как средние, так и кислые соли:
a) 2NaOH + Н2S = Na2S + 2Н2O
20H– + Н2S = S2– + 2Н20
б) NaOH + Н2S = NaHS + Н2O
OH– + Н2S = HS– + Н20
С точки зрения окислительно-восстановительных свойств для сероводорода характерны восстановительные свойства, обусловленные S2–. На воздухе сероводород горит голубоватым пламенем:
Если внести в пламя сероводорода какой–либо холодный предмет, то температура пламени снижается и сероводород окисляется до свободной серы, оседающей на предмете в виде жёлтого налёта:
Кроме кислотных и восстановительных свойств, важно отметить ещё одну особенность сероводорода: он взаимодействует с некоторыми солями, когда в результате реакции происходит осаждение сульфидов (PbS, CuS), в которых ионы связаны более прочно, чем в сероводороде. Например:
Получить сероводород можно:
1) непосредственным синтезом из серы и водорода при нагревании (150–200 °С):
Н2 + S = Н2S
2) вытеснением сероводорода из некоторых сульфидов (FeS, MnS, ZnS) разбавленными сильными кислотами:
FeS + 2НCl = FeCl2 + Н2S↑
FeS + 2H+ = Fe2+ + Н2S↑
Сульфиды
Сульфиды – соли сероводородной кислоты. Сероводородная кислота двухосновна и может образовывать два ряда солей, содержащих S2– – сульфид-ион или HS– – гидросульфид–ион.
Сульфиды – твёрдые кристаллические вещества, в воде растворимы только сульфиды щелочных металлов и аммония. Некоторые нерастворимые в воде сульфиды ярко окрашены, например: CuS, PbS – чёрные, CdS – ярко-жёлтый. В подгруппах окраска сульфидов становится интенсивнее с увеличением порядкового номера элементов, например: As2S3 – жёлтый, Sb2S3 – оранжевый, Bi2S3 – чёрный.
В растворах сульфиды гидролизуются. Например:
Некоторые сульфиды (например, Al2S3, Cr2S3) в присутствии воды (влаги) полностью гидролизуются:
Al2S3 + 6Н20 = 2Al(ОН)3↓ + 3Н2S↑
Образование нерастворимых сульфидов используется для определения наличия сероводорода и сульфид-ионов в растворе. Для этого в качестве реагентов используются соли свинца, кадмия или меди:
Pb2+ + S2– = PbS↓ (чёрный)
Cd2+ + S2– = CdS↓ (ярко–жёлтый)
Сульфиды проявляют восстановительные свойства за счёт сульфидного иона S2–.
В промышленности для обработки сульфидных руд применяется обжиг сульфидов. При этом образуются оксиды. Например:
Конспект урока «Соединения серы: сероводород, сульфиды».
Дано:
m (Fe3O4) = 320 т
w(Fe) = 95,4%
w(потери) = 6,2%
Найти:
m (чугуна)
Рассчитаем теоретическую массу железа:
320 т x т
Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2
232 г 168 г
320 г --- x г
232 г --- 168 г
x г = 320 г ∙ 168 г \ 232 г = 231,7 т
вычислим процент выхода без потерь:
w(вых) = 100% - w(потери) = 100% - 6,2% = 93,8%
вычислим практическую массу железа:
m (пр Fe) = m (теор Fe) ∙ w(вых)\ 100% = 231,7 т ∙ 93,8%\100% = 217,4 т
= 100%
Найдем массу чугуна:
m(тех.прод) = m(осн.комп) ∙ 100%\ w(осн.комп)
m (чугуна) = 217,4 т ∙ 100%\ 95,4%\= 227,9 т
ответ: m (чугуна) = 228 т