Номер 497, страница 76 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

497. Никель может быть получен восстановлением оксида никеля(II) углеродом по реакции: $NiO + C = Ni + CO$. Какую массу кокса нужно взять для получения никеля массой 130 г, если массовая доля углерода в коксе составляет 95,8 %?

Дано:

$m(Ni) = 130 \text{ г}$

$\omega(C \text{ в коксе}) = 95,8 \% = 0,958$

Уравнение реакции: $NiO + C = Ni + CO$

Найти:

$m(\text{кокса}) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем количество вещества (моль) полученного никеля. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$, где $M$ - молярная масса. Молярная масса никеля $M(Ni)$ составляет примерно $59 \text{ г/моль}$.

$n(Ni) = \frac{m(Ni)}{M(Ni)} = \frac{130 \text{ г}}{59 \text{ г/моль}} \approx 2,2034 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции $NiO + C = Ni + CO$ определим количество вещества углерода, необходимое для реакции. Стехиометрические коэффициенты перед углеродом (C) и никелем (Ni) равны 1. Это означает, что их количества веществ соотносятся как 1:1.

$n(C) = n(Ni) \approx 2,2034 \text{ моль}$

3. Вычислим массу чистого углерода, вступившего в реакцию. Молярная масса углерода $M(C)$ равна $12 \text{ г/моль}$.

$m(C) = n(C) \times M(C) = 2,2034 \text{ моль} \times 12 \text{ г/моль} \approx 26,44 \text{ г}$

4. Зная массу чистого углерода и его массовую долю в коксе, найдем массу кокса. Массовая доля вещества в смеси вычисляется по формуле $\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{смеси})}$. Отсюда масса кокса равна:

$m(\text{кокса}) = \frac{m(C)}{\omega(C \text{ в коксе})} = \frac{26,44 \text{ г}}{0,958} \approx 27,6 \text{ г}$

Ответ: для получения 130 г никеля необходимо взять 27,6 г кокса.