$M_{\mathrm{FeS}{}_2}=120\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$ $M_{\mathrm{SO}{}_2}=64\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Masa roztworu uzyskanego po rozpuszczeniu NaOH w wodzie będzie równa:

$m_{\text{roztworu}}=480\mathrm{g}$

Korzystając ze wzoru na gęstość, obliczmy objętość roztworu:

$d=\frac{m}{V}\Rightarrow V=\frac{m}{d}$

$V=\frac{480\mathrm{g}}{1,2\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}}=400\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

Równanie reakcji zachodzącej podczas prażenia FeS₂:

$4\mathrm{FeS}{}_2+11\mathrm{O}{}_2\to 2\mathrm{Fe}{}_2\mathrm{O}{}_3+8\mathrm{SO}{}_2$

Zgodnie z równaniem reakcji z 4 moli FeS₂ czyli 4 ⋅ 120 g powstaje 8 moli SO₂, obliczmy ile moli SO₂ powstanie z 15 g FeS₂:

$\begin{array}{ccc}4\cdot 120\mathrm{g}\mathrm{FeS}{}_2& -& 8\mathrm{mol}\mathrm{SO}{}_2\\ & & \\ 15\mathrm{g}\mathrm{FeS}{}_2& -& x\end{array}$

$x=\frac{15\mathrm{g}\cdot 8\mathrm{mol}}{4\cdot 120\mathrm{g}}=0,25\mathrm{mol}\mathrm{SO}{}_2$

Równanie reakcji zachodzącej podczas pochłaniania SO₂ przez roztwór NaOH:

$\mathrm{SO}{}_2+2\mathrm{NaOH}\to \mathrm{Na}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Zgodnie z równaniem reakcji z 1 molem SO₂ reagują 2 mole NaOH czyli 2 ⋅ 40 g, obliczmy ile g NaOH przereaguje z 0,25 molami SO₂:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{SO}{}_2& -& 2\cdot 40\mathrm{g}\mathrm{NaOH}\\ & & \\ 0,25\mathrm{mol}\mathrm{SO}{}_2& -& x\end{array}$

$x=\frac{0,25\mathrm{mol}\cdot 2\cdot 40\mathrm{g}}{1\mathrm{mol}}=20\mathrm{g}\mathrm{NaOH}$

Obliczmy objętość roztworu NaOH, w której będzie zawarte 20 g wodorotlenku sodu:

$\begin{array}{ccc}80\mathrm{g}\mathrm{NaOH}& -& 400\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\\ & & \\ 20\mathrm{g}\mathrm{NaOH}& -& z\end{array}$

$z=\frac{20\mathrm{g}\cdot 400\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}{80\mathrm{g}}=100\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

Odpowiedź. Należy użyć 100 cm³ roztworu NaOH.