Вычислить объем водорода, необходимый для восстановления 1 тонны руды, содержащей 92% оксида вольфрама(VI). Какова масса

Дано:
m (руды) = 1 т
ω (WO3) = 92%
ω вых. (W) = 78%

Найти:
V (H2) - ?
m практ. (W) - ?

Решение:

При решении данной задачи обязательно необходимо выполнить основные моменты:

• записать уравнение химической реакции, указанной в условии задачи, с правильно расставленными коэффициентами;
• рассчитать молярные массы используемых веществ с помощью периодической системы Д. И. Менделеева;
• проверить единицы измерений на соответствие системе СИ; при необходимости произвести их перевод;
• знать определение "количество вещества";
• произвести необходимые расчеты по соответствующим формулам.

Подготовительный этап к проведению вычислений

1) По условию задачи даны водород, оксида вольфрама (VI) и вольфрам. Используя периодическую систему Д. И. Менделеева, рассчитать молярные массы этих веществ. Они численно будут равны молекулярным массам:
Mr (Н2) = Ar (Н) * 2 = 2 г/моль;
Mr (WO3) = Ar (W) + Ar (O) * 3 = 184 + 16 * 3 = 232 г/моль;
Mr (W) = Ar (W) = 184 г/моль;

2) В задаче единицей измерения массы указана тонна. Произвести перевод в граммы:
m (руды) = 1 т = 1000000 г;

3) Записать уравнение протекающей химической реакции:
WO3 + 3Н2 => W + 3Н2О;

4) Вычислить массу вещества WO3:
m (WO3) = m (руды) * ω (WO3) / 100% = 1000000 * 92% / 100% = 920000 г;

5) Найти количество вещества WO3:
n (WO3) = m (WO3) / Mr (WO3) = 920000 / 232 = 3965,5 моль;

Нахождение объема водорода

6) Найти количество вещества Н2 (учитывая уравнение реакции):
n (Н2) = 3 * n (WO3) = 11896,5 моль;

7) Рассчитать необходимый объем Н2:
V (H2) = n (Н2) * Vm = 11896,5 * 22,4 = 266481,6 л;

Определение массы вольфрама

8) Определить количество вещества W (учитывая уравнение реакции):
n (W) = n (WO3) = 3965,5 моль;

9) Найти теоретическую массу вещества W:
m теор. (W) = n (W) * Mr (W) = 3965,5 * 184 = 729652 г;

10) Вычислить практическую массу вещества W:
m практ. (W) = m теор. (W) * ω вых. (W) / 100% = 729652 * 78% / 100% = 569129 г.

Ответ: Объем Н2 составляет 266481,6 л; практическая масса W - 569129 г.

Дано: m (руды) = 1 т ω (WO3) = 92% ω вых. (W) = 78% Найти: V (H2) - ? m практ. (W) - ? Решение: 1) написать уравнение реакции: WO3 + 3Н2 => W + 3Н2О 2) найти массу вещества WO3: m (WO3) = m (руды) * ω (WO3) / 100% = 1000000 * 92% / 100% = 920000 г 3) найти количество вещества WO3: n (WO3) = m (WO3) / Mr (WO3) = 920000 / 232 = 3965,5 моль 4) найти количество вещества W (согласно уравнения реакции): n (W) = n (WO3) = 3965,5 моль 5) найти количество вещества Н2 (согласно уравнения реакции): n (Н2) = 3 * n (WO3) = 11896,5 моль 6) найти объем Н2: V (H2) = n (Н2) * Vm = 11896,5 * 22,4 = 266481,6 л = 266,5 куб.м 7) найти теоретическую массу вещества W: m теор. (W) = n (W) * Mr (W) = 3965,5 * 184 = 729652 г 8) найти практическую массу вещества W (с учетом массовой доли выхода продукта): m практ. (W) = m теор. (W) * ω вых. (W) / 100% = 729652 * 78% / 100% = 569128,6 г = 569,1 кг Ответ: объем Н2 равен 266,5 куб.м, практическую массу W - 569,1 кг.