Номер 6, страница 141 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Найдите объём водорода (н. у.), необходимого для получения 920 кг молибдена из оксида молибдена(VI). Определите массу исходного сырья, если известно, что оно содержит 4 % примесей.

Дано:

Решение:

Дано:
Масса молибдена, $m(\text{Mo}) = 920 \text{ кг}$
Массовая доля примесей в сырье, $\omega(\text{примесей}) = 4 \%$

Масса молибдена в граммах: $m(\text{Mo}) = 920 \cdot 10^3 \text{ г} = 920000 \text{ г}$

Найти:
Объём водорода (н. у.), $V(\text{H}_2)$ - ?
Массу исходного сырья, $m(\text{сырья})$ - ?

Решение:
Запишем уравнение реакции восстановления оксида молибдена(VI) водородом. Оксид молибдена(VI) имеет формулу $\text{MoO}_3$. При восстановлении водородом образуется металлический молибден и вода:
$\text{MoO}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow \text{Mo} + 3\text{H}_2\text{O}$

Найдите объём водорода (н. у.), необходимого для получения 920 кг молибдена из оксида молибдена(VI).

1. Рассчитаем количество вещества (моль) полученного молибдена. Молярная масса молибдена $M(\text{Mo}) \approx 96 \text{ г/моль}$.
$n(\text{Mo}) = \frac{m(\text{Mo})}{M(\text{Mo})} = \frac{920000 \text{ г}}{96 \text{ г/моль}} \approx 9583,33 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции, для получения 1 моль $\text{Mo}$ требуется 3 моль $\text{H}_2$. Следовательно, соотношение количеств веществ $n(\text{H}_2) : n(\text{Mo}) = 3 : 1$.
$n(\text{H}_2) = 3 \cdot n(\text{Mo}) = 3 \cdot 9583,33 \text{ моль} = 28750 \text{ моль}$

3. Рассчитаем объём водорода при нормальных условиях (н. у.), где молярный объём газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.
$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 28750 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 644000 \text{ л}$
Так как $1 \text{ м}^3 = 1000 \text{ л}$, то объём водорода равен $644 \text{ м}^3$.

Ответ: объём необходимого водорода составляет $644 \text{ м}^3$.

Определите массу исходного сырья, если известно, что оно содержит 4 % примесей.

1. По уравнению реакции, для получения 1 моль $\text{Mo}$ требуется 1 моль $\text{MoO}_3$. Значит, $n(\text{MoO}_3) = n(\text{Mo})$.
$n(\text{MoO}_3) \approx 9583,33 \text{ моль}$

2. Рассчитаем массу чистого оксида молибдена(VI), необходимого для реакции. Молярная масса $M(\text{MoO}_3) = 96 + 3 \cdot 16 = 144 \text{ г/моль}$.
$m(\text{чистого MoO}_3) = n(\text{MoO}_3) \cdot M(\text{MoO}_3) = 9583,33 \text{ моль} \cdot 144 \text{ г/моль} = 1380000 \text{ г} = 1380 \text{ кг}$

3. Исходное сырье содержит 4% примесей, значит массовая доля чистого $\text{MoO}_3$ в нем составляет:
$\omega(\text{чистого MoO}_3) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 4\% = 96\% = 0,96$

4. Рассчитаем общую массу исходного сырья, зная массу чистого вещества и его массовую долю:
$m(\text{сырья}) = \frac{m(\text{чистого MoO}_3)}{\omega(\text{чистого MoO}_3)} = \frac{1380 \text{ кг}}{0,96} = 1437,5 \text{ кг}$

Ответ: масса исходного сырья составляет 1437,5 кг.