Вопрос школьника
Вычислите объем водорода (н.у.), который потребуется для восстановления 928 кг оксида вольфрама (VI), содержащего 25% примесей. Вычислите количество вещества металла, которое получится при этом
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химические уравнения реакции восстановления оксида вольфрама (VI) водородом:
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
Из уравнения видно, что для восстановления одной молекулы оксида вольфрама (VI) требуется три молекулы водорода. Таким образом, для восстановления 928 кг оксида вольфрама (VI) потребуется:
n = m/M = 928/231,84 = 4 моль оксида вольфрама (VI)
Для восстановления 4 моль оксида вольфрама (VI) потребуется 12 моль водорода:
n(H2) = 3n(WO3) = 12 моль водорода
Объем водорода (н.у.) можно вычислить по уравнению состояния идеального газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа, P — давление газа.
Для нормальных условий (н.у.) давление газа равно 1 атмосфере, а температура равна 0 градусов Цельсия (273 К). Таким образом, для вычисления объема водорода (н.у.) необходимо знать его количество вещества и температуру:
V(H2) = n(H2)RT/P = 12 * 0,082 * 273/1 = 266 литров водорода (н.у.)
Для вычисления количества вещества металла, которое получится при восстановлении оксида вольфрама (VI), необходимо учесть, что оксид вольфрама (VI) содержит 60,3% вольфрама:
n(W) = n(WO3) * 0,603 = 2,412 моль вольфрама
Масса металла равна:
m(W) = n(W) * M(W) = 2,412 * 183,84 = 443,4 кг металла
Таким образом, для восстановления 928 кг оксида вольфрама (VI) потребуется 266 литров водорода (н.у.), а количество полученного металла составит 443,4 кг.
