В промышленности вольфрам получают, восстанавливая оксид вольфрама(VI) водородом. Вычислите массу металла, полученного при восстановлении концентрата вольфрамовой руды массой 200 г, и объем водорода (н.у.), который для этого потребуется, если известно, что массовая доля примесей в концентрате равна 8%.
1. Уравнение реакции:
WO3 + 3 H2 → W + 3 H2O
2. Массовая доля примесей в концентрате вольфрамовой руды равна 8%. Это означает, что 92% массы концентрата составляет чистый оксид вольфрама(VI):
Масса чистого оксида вольфрама(VI) в концентрате = 0.92 * 200 г = 184 г.
3. Теперь нам нужно найти молекулярную массу оксида вольфрама(VI) (WO3) и молекулярную массу водорода (H2):
Молекулярная масса WO3 = (183.84 г/моль * 1) + (16.00 г/моль * 3) = 231.84 г/моль
Молекулярная масса H2 = 1.01 г/моль * 2 = 2.02 г/моль
4. Теперь мы можем использовать стехиометрию уравнения реакции, чтобы найти соотношение между молекулярными массами WO3 и H2:
1 моль WO3 соответствует 3 моль H2
Тогда 231.84 г WO3 соответствует X г H2, где X - количество грамм H2.
Мы можем использовать пропорцию:
231.84 г WO3 / 184 г WO3 = 3 моль H2 / X г H2
5. Решаем пропорцию, чтобы найти количество грамм H2:
X г H2 = (184 г WO3 * 3 моль H2) / 231.84 г WO3
X = 2.345 г.
Таким образом, масса металла (вольфрама), полученного при восстановлении концентрата вольфрамовой руды массой 200 г, составляет 200 г минус масса примесей в концентрате (8% от 200 г), то есть 200 г - 16 г = 184 г, а объем водорода (н.у.) для этого составляет приблизительно 2.345 г.