Номер 3, страница 150 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 42. Сплавы. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 150.

Условие.

3. Рассчитайте массы оксида свинца и оксида олова, необходимых для получения 500 г припоя, состоящего из 34 % олова и 66 % свинца.

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса припоя $m_{припоя} = 500 \text{ г}$

массовая доля олова $\omega(Sn) = 34\%$

массовая доля свинца $\omega(Pb) = 66\%$

Перевод данных в систему СИ:

$m_{припоя} = 500 \text{ г} = 0.5 \text{ кг}$

Найти:

массу оксида свинца $m(\text{оксида свинца}) - ?$

массу оксида олова $m(\text{оксида олова}) - ?$

Решение:

Для решения задачи будем исходить из того, что металлы для сплава (припоя) получают путем восстановления из их наиболее распространенных и стабильных оксидов: оксида свинца(II) - $PbO$ и оксида олова(IV) - $SnO_2$.

1. Первым шагом рассчитаем массы чистого олова и чистого свинца, которые содержатся в 500 г припоя.

Масса олова:

$m(Sn) = m_{припоя} \times \omega(Sn) = 500 \text{ г} \times \frac{34}{100} = 170 \text{ г}$

Масса свинца:

$m(Pb) = m_{припоя} \times \omega(Pb) = 500 \text{ г} \times \frac{66}{100} = 330 \text{ г}$

2. Далее, для стехиометрических расчетов, определим молярные массы необходимых веществ. Будем использовать округленные значения атомных масс: $Ar(Sn) \approx 118.7 \text{ г/моль}$, $Ar(Pb) \approx 207.2 \text{ г/моль}$, $Ar(O) \approx 16.0 \text{ г/моль}$.

Молярная масса олова ($Sn$): $M(Sn) = 118.7 \text{ г/моль}$.

Молярная масса свинца ($Pb$): $M(Pb) = 207.2 \text{ г/моль}$.

Молярная масса оксида олова(IV) ($SnO_2$):

$M(SnO_2) = M(Sn) + 2 \cdot M(O) = 118.7 + 2 \cdot 16.0 = 150.7 \text{ г/моль}$

Молярная масса оксида свинца(II) ($PbO$):

$M(PbO) = M(Pb) + M(O) = 207.2 + 16.0 = 223.2 \text{ г/моль}$

3. Теперь можно рассчитать массы оксидов, необходимые для получения рассчитанных масс металлов. Схемы реакций восстановления показывают, что из 1 моль оксида получается 1 моль соответствующего металла:

$SnO_2 \rightarrow Sn$

$PbO \rightarrow Pb$

Составим пропорции на основе соотношения масс и молярных масс.

Для оксида олова:

$\frac{m(SnO_2)}{M(SnO_2)} = \frac{m(Sn)}{M(Sn)}$

Отсюда выражаем массу оксида олова:

$m(SnO_2) = m(Sn) \cdot \frac{M(SnO_2)}{M(Sn)} = 170 \text{ г} \cdot \frac{150.7 \text{ г/моль}}{118.7 \text{ г/моль}} \approx 215.8 \text{ г}$

Для оксида свинца:

$\frac{m(PbO)}{M(PbO)} = \frac{m(Pb)}{M(Pb)}$

Отсюда выражаем массу оксида свинца:

$m(PbO) = m(Pb) \cdot \frac{M(PbO)}{M(Pb)} = 330 \text{ г} \cdot \frac{223.2 \text{ г/моль}}{207.2 \text{ г/моль}} \approx 355.5 \text{ г}$

Ответ: для получения 500 г припоя необходимо взять примерно 215.8 г оксида олова($SnO_2$) и 355.5 г оксида свинца($PbO$).