Номер 9, страница 109 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

9. Какая масса кокса (условно чистый углерод) потребуется для получения цинка из 216 т рудного концентрата, содержащего 75 % оксида цинка, если кокс необходимо взять в двукратном избытке?

Дано:
Масса рудного концентрата: $m_{конц.} = 216 \text{ т}$
Массовая доля оксида цинка ($ZnO$) в концентрате: $w(ZnO) = 75 \% \text{ или } 0.75$
Избыток кокса (углерода $C$): двукратный (в 2 раза больше теоретически необходимого).

Найти:
Массу кокса: $m(C) - ?$

Решение:
1. Запишем уравнение реакции восстановления цинка из оксида цинка с помощью кокса (углерода):$ZnO + C \xrightarrow{t} Zn + CO$

2. Рассчитаем массу чистого оксида цинка ($ZnO$), содержащегося в 216 т рудного концентрата:$m(ZnO) = m_{конц.} \times w(ZnO) = 216 \text{ т} \times 0.75 = 162 \text{ т}$

3. Рассчитаем молярные массы оксида цинка ($ZnO$) и углерода ($C$), используя относительные атомные массы элементов ($Ar(Zn) = 65$, $Ar(O) = 16$, $Ar(C) = 12$):$M(ZnO) = Ar(Zn) + Ar(O) = 65 + 16 = 81 \text{ г/моль}$$M(C) = Ar(C) = 12 \text{ г/моль}$

4. По уравнению реакции видно, что 1 моль $ZnO$ реагирует с 1 моль $C$. Это означает, что для реакции со 81 г $ZnO$ требуется 12 г $C$. Составим пропорцию для нахождения теоретически необходимой массы кокса ($m_{теор.}(C)$) для восстановления 162 т $ZnO$:$\frac{m(ZnO)}{M(ZnO)} = \frac{m_{теор.}(C)}{M(C)}$Из этой пропорции выразим массу кокса:$m_{теор.}(C) = \frac{m(ZnO) \times M(C)}{M(ZnO)}$$m_{теор.}(C) = \frac{162 \text{ т} \times 12 \text{ г/моль}}{81 \text{ г/моль}} = 2 \text{ т} \times 12 = 24 \text{ т}$Таким образом, теоретически для реакции требуется 24 тонны кокса.

5. Согласно условию, кокс необходимо взять в двукратном избытке. Это означает, что практическая масса кокса ($m_{практ.}(C)$) должна быть в 2 раза больше теоретической:$m_{практ.}(C) = m_{теор.}(C) \times 2 = 24 \text{ т} \times 2 = 48 \text{ т}$

Ответ: для получения цинка потребуется 48 т кокса.