Номер 3, страница 128 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Вычислите объём водорода (н. у.), который потребуется для восстановления 928 кг оксида вольфрама (VI), содержащего 25% примесей. Вычислите количество вещества металла, которое получится при этом.

масса образца оксида вольфрама(VI) $m(\text{образца}) = 928 \text{ кг}$

массовая доля примесей $w(\text{примесей}) = 25\%$

условия нормальные (н. у.)

$V(H_2) - ?$

$n(W) - ?$

1. Определим массу чистого оксида вольфрама(VI), $WO_3$, в предоставленном образце. Если массовая доля примесей составляет 25%, то массовая доля чистого вещества равна:

$w(WO_3) = 100\% - 25\% = 75\%$ или $0.75$

Теперь вычислим массу чистого оксида вольфрама(VI):

$m(WO_3) = m(\text{образца}) \cdot w(WO_3) = 928 \text{ кг} \cdot 0.75 = 696 \text{ кг}$

2. Запишем уравнение химической реакции восстановления оксида вольфрама(VI) водородом. В результате реакции образуется металлический вольфрам и вода:

$WO_3 + 3H_2 \rightarrow W + 3H_2O$

3. Вычислим молярную массу оксида вольфрама(VI) ($WO_3$), используя округленные значения относительных атомных масс из периодической таблицы: $Ar(W) \approx 184$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(WO_3) = 1 \cdot Ar(W) + 3 \cdot Ar(O) = 184 + 3 \cdot 16 = 184 + 48 = 232 \text{ г/моль}$

Для удобства расчетов с килограммами используем молярную массу в кг/кмоль: $M(WO_3) = 232 \text{ кг/кмоль}$.

4. Найдем количество вещества оксида вольфрама(VI) в киломолях:

$n(WO_3) = \frac{m(WO_3)}{M(WO_3)} = \frac{696 \text{ кг}}{232 \text{ кг/кмоль}} = 3 \text{ кмоль}$

5. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, найдем количество вещества водорода ($H_2$), необходимого для восстановления. Соотношение $n(WO_3) : n(H_2) = 1 : 3$.

$n(H_2) = 3 \cdot n(WO_3) = 3 \cdot 3 \text{ кмоль} = 9 \text{ кмоль}$

6. Рассчитаем объём водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объём любого газа при н. у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$ или $22.4 \text{ м}^3/\text{кмоль}$.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 9 \text{ кмоль} \cdot 22.4 \frac{\text{м}^3}{\text{кмоль}} = 201.6 \text{ м}^3$

Ответ: объём водорода, который потребуется для восстановления, равен $201.6 \text{ м}^3$.

1. Металл, который образуется в результате реакции, — это вольфрам ($W$).

2. Согласно уравнению реакции $WO_3 + 3H_2 \rightarrow W + 3H_2O$, определим количество вещества полученного вольфрама. Стехиометрическое соотношение $n(WO_3) : n(W) = 1 : 1$.

Следовательно, количество вещества вольфрама равно количеству вещества прореагировавшего оксида вольфрама(VI):

$n(W) = n(WO_3) = 3 \text{ кмоль}$

3. Переведем полученное значение из киломолей в моли, учитывая, что $1 \text{ кмоль} = 1000 \text{ моль}$.

$n(W) = 3 \text{ кмоль} \cdot 1000 \frac{\text{моль}}{\text{кмоль}} = 3000 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества металла (вольфрама), которое получится при этом, равно $3000 \text{ моль}$.