Номер 4, страница 178 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 37. Олово и свинец. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 4, страница 178.

Условие.

4. Рассчитайте массу олова, полученного из 604 кг оксида олова(IV), если выход продукта реакции составляет 95% от теоретически возможного.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(SnO₂) = 604$ кг
$\eta = 95\%$

Отдельного перевода в систему СИ не требуется, так как килограмм (кг) является основной единицей массы в СИ. Выход продукта для расчетов представим в виде десятичной дроби:

$\eta = 95\% = 0.95$

Найти:

$m_{практ}(Sn) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. Олово из оксида олова(IV) можно получить путем восстановления, например, углем (карботермия):

$SnO₂ + C \rightarrow Sn + CO₂$

Из данного уравнения видно, что из 1 моль оксида олова(IV) образуется 1 моль олова. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\nu(SnO₂) : \nu_{теор}(Sn) = 1 : 1$

2. Рассчитаем молярные массы оксида олова(IV) и чистого олова. Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов. Округлим относительные атомные массы: $Ar(Sn) \approx 119$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса олова:

$M(Sn) = 119$ г/моль = $119$ кг/кмоль

Молярная масса оксида олова(IV):

$M(SnO₂) = Ar(Sn) + 2 \cdot Ar(O) = 119 + 2 \cdot 16 = 151$ г/моль = $151$ кг/кмоль

3. Найдем количество вещества (в киломолях) оксида олова(IV) массой 604 кг.

$\nu(SnO₂) = \frac{m(SnO₂)}{M(SnO₂)} = \frac{604 \text{ кг}}{151 \text{ кг/кмоль}} = 4$ кмоль

4. Согласно стехиометрическому соотношению в уравнении реакции, теоретическое количество вещества олова, которое можно получить, равно количеству вещества исходного оксида.

$\nu_{теор}(Sn) = \nu(SnO₂) = 4$ кмоль

5. Теперь вычислим теоретически возможную массу олова (теоретический выход).

$m_{теор}(Sn) = \nu_{теор}(Sn) \cdot M(Sn) = 4 \text{ кмоль} \cdot 119 \text{ кг/кмоль} = 476$ кг

6. Наконец, рассчитаем практическую массу олова, зная, что выход реакции составляет 95% от теоретического. Практический выход массы продукта связан с теоретическим через формулу:

$\eta = \frac{m_{практ}(Sn)}{m_{теор}(Sn)}$

Отсюда находим практическую массу олова:

$m_{практ}(Sn) = m_{теор}(Sn) \cdot \eta = 476 \text{ кг} \cdot 0.95 = 452.2$ кг

Ответ: масса полученного олова составляет 452.2 кг.