Номер 1326, страница 204 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1326. Рассчитайте массу оксида вольфрама(VI), которая необходима для получения вольфрама массой 10 т, если производственные потери составляют 8,12 %.

Дано:

$m_{практ}(W) = 10 \text{ т}$

$потери = 8.12\%$

$m_{практ}(W) = 10 \text{ т} = 10 \times 10^3 \text{ кг} = 10^7 \text{ г}$

Найти:

$m(WO_3) - ?$

Решение:

1. Для нахождения массы исходного вещества (оксида вольфрама(VI)) сначала определим теоретическую массу вольфрама, которую можно было бы получить при 100% выходе. Производственные потери составляют 8,12%, это означает, что практический выход продукта ($\eta$) от теоретически возможного составляет:

$\eta = 100\% - 8.12\% = 91.88\% = 0.9188$

2. Практическая масса продукта ($m_{практ}$) связана с теоретической ($m_{теор}$) через выход реакции:

$\eta = \frac{m_{практ}(W)}{m_{теор}(W)}$

Отсюда выразим теоретическую массу вольфрама, которая должна была получиться в идеальных условиях:

$m_{теор}(W) = \frac{m_{практ}(W)}{\eta} = \frac{10 \text{ т}}{0.9188} \approx 10.88376 \text{ т}$

3. Запишем уравнение реакции получения вольфрама из его оксида (например, восстановлением водородом):

$WO_3 + 3H_2 \rightarrow W + 3H_2O$

4. Рассчитаем молярные массы оксида вольфрама(VI) ($WO_3$) и вольфрама ($W$). Используем относительные атомные массы: $Ar(W) \approx 183.84$, $Ar(O) \approx 16.00$.

$M(W) = 183.84 \text{ г/моль}$

$M(WO_3) = Ar(W) + 3 \cdot Ar(O) = 183.84 + 3 \cdot 16.00 = 231.84 \text{ г/моль}$

5. По уравнению реакции, из 1 моля $WO_3$ образуется 1 моль $W$. Это означает, что для получения $m_{теор}(W)$ вольфрама требуется $m(WO_3)$ оксида. Составим пропорцию на основе соотношения масс и молярных масс:

$\frac{m(WO_3)}{M(WO_3)} = \frac{m_{теор}(W)}{M(W)}$

Из этой пропорции найдем массу оксида вольфрама(VI):

$m(WO_3) = m_{теор}(W) \cdot \frac{M(WO_3)}{M(W)}$

Подставим числовые значения:

$m(WO_3) = 10.88376 \text{ т} \cdot \frac{231.84 \text{ г/моль}}{183.84 \text{ г/моль}} \approx 13.725 \text{ т}$

Ответ: масса оксида вольфрама(VI), необходимая для получения 10 т вольфрама с учетом потерь, составляет 13,725 т.