Номер 801, страница 141 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

801. Вольфрам какой максимальной массой можно получить при восстановлении оксида вольфрама(VI) массой 45 т, если его выход составляет 96,8 %?

Дано:

$m(WO_3) = 45 \text{ т}$

$\eta = 96,8 \% $

$m(WO_3) = 45 \text{ т} = 45 \times 10^3 \text{ кг}$

$\eta = 96,8 \% = 0.968$

Найти:

$m_{практ.}(W) - ?$

Решение:

Процесс получения вольфрама из его оксида (VI) является реакцией восстановления. Запишем уравнение реакции, используя в качестве восстановителя водород (это один из промышленных способов):

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

Найдем молярные массы оксида вольфрама(VI) и чистого вольфрама, используя значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева: $Ar(W) \approx 183.84$, $Ar(O) \approx 16.00$.

Молярная масса вольфрама:

$M(W) = 183.84 \text{ г/моль}$

Молярная масса оксида вольфрама(VI):

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

Согласно уравнению реакции, из 1 моль $WO_3$ теоретически можно получить 1 моль $W$. Следовательно, теоретически возможную массу вольфрама ($m_{теор.}(W)$) можно найти через пропорцию масс, равную пропорции молярных масс:

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

Практическая масса вольфрама ($m_{практ.}(W)$) вычисляется с учетом практического выхода реакции ($\eta$), который представляет собой долю теоретически возможного количества продукта:

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

Объединим формулы в одну и подставим известные значения. Расчеты удобно вести в тоннах, так как отношение молярных масс — безразмерная величина.

$m_{практ.}(W) = m(WO_3) \times \frac{M(W)}{M(WO_3)} \times \eta$

$m_{практ.}(W) = 45 \text{ т} \times \frac{183.84}{231.84} \times 0.968$

$m_{практ.}(W) \approx 34.541 \text{ т}$

Округлим полученный результат до трех значащих цифр (как в значении выхода).

$m_{практ.}(W) \approx 34.5 \text{ т}$

Ответ: максимальная масса вольфрама, которую можно получить, составляет 34,5 т.