Обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту реакції за відомою кількістю речовини, масою або об’ємом вихідної речовини, яка містить домішки

Задача 1. Обчисліть масу ванадію, який можна добути шляхом алюмотермічного відновлення оксидного концентрату масою 200 г (масова частка V₂O₅ становить 89%). Знайдіть масу технічного алюмінію (W(Al) – 92%), який знадобиться для відновлення.

Розв’язок

3V₂O₅ + 10Аl = 5Al₂O₃ + 6V

Обчислимо масу чистого V₂O₅ у концентраті.

m(V₂O₅) = W(V₂O₅)×m(концентрату)

m(V₂O₅) = 0,89×200 г = 178 г

Знайдемо кількість речовини V₂O₅.

n = ; n(V₂O₅) = 0,978 моль

За рівнянням реакції кількість речовини ванадію буде в 2 рази більша від кількості речовини ванадій оксиду.

n(V) = 2n( V₂O₅) = 0,978×2 = 1,956 моль

m = n×M

m(V) = 1,956 моль×51 г/моль = 99,76 г

За рівнянням реакції кількість речовини алюмінію становитиме n(V₂O₅)

n(Al) = ×1,956 моль = 6,52 моль

m(Al) = 6,52 моль×27 г/моль = 176,04 г

Маса технічного алюмінію становитиме:

m(суміші) =

m(техн. Al) = = 191,35 г

Задача 2.Цинк добувають випалюванням цинкової обманки (цинк сульфіду) з наступним відновленням одержаного оксиду коксом. Яку масу цинку можна одержати з 800 г руди, що містить 63,05% цинк сульфіду?

Розв’язання

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂ (1)

ZnO + C = Zn + CO (2)

m(чист. р-ни) = m(суміші) ∙ W

m(ZnS) = 800 г ∙ 0,6305 = 504,4 г

n =

n(ZnS) = = 5,2 моль

Аналізуючи рівняння реакцій (1) і (2), приходимо до висновку, що:

n(Zn) = n(ZnS) = 5,2 моль

m = n∙M

m(Zn) = 5,2 моль ∙ 65 г/моль = 338 г

Задача 3.Залізо добувають випалюванням піриту, що містить 60% ферум(ІІ) сульфіду, з наступним відновленням ферум(ІІІ) оксиду карбон(ІІ) оксидом. Яку масу металу можна добути з піриту масою 200 кг?

Розв’язання

4FeS + 11O₂ = 8SO₂ + 2Fe₂O₃ (1)

Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂ (2)

m(чист. р-ни) = m(суміші) ∙ W

m(FeS₂) = 200 г ∙ 0,6 = 120 г

n =

n(FeS) = = 1 моль

Аналізуючи рівняння (1) і (2):

n(Fe) = n(FeS) = 1 моль

m = n∙M

m(Fe) = 1 моль ∙ 56 г/моль = 56 г

Задача 4.У результаті алюмотермії був одержаний марганець масою 55 г Яка маса руди прореагувала, якщо масова частка манган(IV) оксиду в ній становить 90%?

Розв’язок

3MnO₂ + 4Al = 2Al₂O₃ + 3Mn

n =

n(Mn) = = 1 моль

За рівнянням реакції n(MnO₂) = n(Mn) = 1 моль

m = n × M

m(MnO₂) = 1 моль × 87 г/моль = 87 г

m(руди) =

m(руди) = = 96,67 г

Задача 5.Визначити масу 10%-ного розчину хлоридної кислоти в якій треба розчинити 12,5 г магнію, який містить 4% домішок, що не розчиняться в хлоридній кислоті.

Розв’язок

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

W(Mg) = 100% - 4% = 96%

m(чист. р-ни) = m(суміші) ∙ W

m(Mg) = 12,5 г × 0,96 = 12 г

n =

n(Mg) = = 0,5 моль

За рівнянням реакції n(HCl) = 2n(Mg) = 1 моль

m = n × M

(HCl) = 1 моль × 36,5 г/моль = 36,5 г

m(р-ну) =

m(р-ну) = = 365 г

Задача 6.Хлороводень, добутий із зразка технічного натрій хлориду масою 9,6 г, використали для добування концентрованої хлоридної кислоти. Вся добута кислота вступила в реакцію з манган(IV) оксидом. При цьому утворився газ об’ємом 896 мл (н.у.). Визначити масову часту натрій хлориду у вихідному зразку.

Розв’язок

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl (1)

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂­ + H₂O (2)

n =

n(Cl₂) = = 0,04 моль

За рівнянням реакції (2) n(HCl) = 4n(Cl₂) = 4 × 0,04 моль = 0,16 моль

За рівнянням реакції (1) n(NaCl) = n(HCl) = 0,16 моль

m = n × M

m(NaCl) = 0,16 моль × 58,5 г/моль = 9,36 г

W =

W(NaCl) = = 0,975, або 97,5%

Задача 7.Масова частка целюлози у деревині дорівнює 50%. Яку масу спирту можна добути під час бродіння глюкози, що утворюється при гідролізі деревних ошурок масою 729 кг? Урахувати, що спирт виділяється у реакційній системі у вигляді розчину з масовою часткою води 8%. Вихід етанолу становить 70%.

Розв’язок

(C₆H₁₀O₅)_n +nH₂O ® nC₆H₁₂O₆ (1)

C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2CO₂ (2)

W =

m(цел.) = W(цел.) × m(дерев.)

m(цел.) = 0,5 × 729 кг = 364,5 кг

n =

n(цел.) = = 2,25 кмоль

За рівняннями реакцій (1) і (2) n(C₂H₅OH) = 2n(цел.) = 4,5 кмоль

m = n × M

m(C₂H₅OH) = 4,5 × 46 = 207 кг

Оскільки вихід спирту становить 70%, то маса практична спирту дорівнюватиме:

h =

m(практична) = h × m(теоретична)

m_пр.(C₂H₅OH) = 0,7 × 207 = 144,9 кг

W =

m(р-ну) =

m(р-ну) = = 157,5 кг

Поиск по сайту: