ЗАДАЧИ НА РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ПРИМЕСИ

ЗАДАЧИ НА РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ ВЕЩЕСТВ,  СОДЕРЖАЩИХ ПРИМЕСИ

Задача 81.  При нагревании смеси песка с коксом в электропечи получается соединение, содержащее 70% кремния и 30% углерода по массе. Один из продуктов реакции – СО. Вычислите массы исходных веществ, необходимых для получения 1 т этого соединения, если известно, что они содержат по  2% примесей.

Решение.

Можно начать с расчета масс кремния и углерода в получаемом соединении:

m (Si)  =  1000 кг    70%  =  700 кг

m (C)1 =    1000 кг    30%   =  300 кг   

Песок – это оксид кремния SiO2 с примесями, а кокс – это углерод С  с примесями. Чистый кремний получается при их  взаимодействии. Зная массу кремния, можно вычислить и массу оксида кремния, и массу углерода, которые будут на это затрачены:

х кг                 у кг                   700 кг

SiO2     +   2C      →   Si     +    2CO

60 г                  24 г                  28 г

Отсюда:  m (SiO2)  =  1500кг,   m (C)2  =   600 кг

Эта масса углерода в ходе реакции израсходуется на восстановление оксида кремния и превратится в СО. Значит, необходимое количество С составит 300  +  600  =  900 кг. Остается по массе чистых оксида кремния и углерода определить массы песка и кокса. Если массовая доля примесей в них равна 2%, то на чистые вещества приходится по 98%. Далее:

1500 кг  —  98%  (SiO2)

  x кг       — 100% (песок)

m (песка)  =  1530,6 кг

900 кг       98%   (С)

  y кг        100%  (кокс)

m (кокса)  = 918,4 кг

Иногда по массовым долям элементов требуется рассчитать массовые доли сложных соединений, и наоборот. Вот две таких задачи.

Задача 82. В железной руде содержится 80% Fe3O4  и 10%  SiO2, остальное – другие примеси.  Каковы массовые доли железа и кремния в этой руде?

Решение.

Такие расчеты делаются с помощью молярной массы сложного вещества:

M (Fe3O4)  =  56 • 3  +  16 • 4  = 232 г/моль, в том числе 168 г Fe.

Рассуждаем так:

232 г  —  80%  (Fe3O4)

168 г   –   х%  (Fe)                     ω (Fe)  =  57,9%

Точно также делаем второй расчет:

M(SiO2)  =  28  +  16 •  2  =  60 г/моль, в том числе 28 г Si

60 г  —  10%   (SiO2)

28 г  —  х%      (Si)             ω (Si)  =  4,67%  

Задача 83. Концентрат содержит 28% оксида фосфора Р2О5. Какому содержанию фосфата кальция это соответствует?      

Решение.

Фосфат кальция можно представить как вещество, включающее в свой состав Р2О5:

Ca3(PO4)2  →  3CaOP2O5

Вычисляем молярные массы этих веществ и сопоставляем их в виде пропорции:

М(P2O5)  =  142 г/моль     М[Ca3(PO4)2]  =  310 г/моль

142 г    →   28%           (P2O5)  

310 г    →    х%           [Ca3(PO4)2]  

ω [Ca3(PO4)2]  =  61,1%

Решим самостоятельно!

  1. При обжиге 100 г известняка получилось 40 г углекислого газа.  Каково процентное содержание карбоната кальция в этом известняке?                    (90,9%)
  2. В образце поваренной соли 55% хлора. Какова массовая доля хлорида натрия в этом образце?          (91,15%)
  3. Какой объем ацетилена получится из 130 кг технического карбида кальция, содержащего 80% основного вещества?                                      (36,4 м3)
  4. Требуется сварить 100 кг стекла состава:  73% оксида кремния, 10% оксида кальция, 17% оксида натрия. Сколько для этого нужно песка, мела и кальцинированной соды, если исходные вещества содержат по 5% примесей?                   (77 кг, 19 кг,  31 кг)
  5. Технический препарат меди массой 5 г обработали азотной кислотой. Раствор выпарили и прокалили до постоянной массы остатка 4 г. Определите массовую долю примесей в препарате.                     (36%)
  6. При обжиге 100 г пирита получили газ, которым нейтрализовали 400 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,28 г/мл). Определите содержание примесей в пирите.                           (4%)
  7. При обжиге 80 г технического пирита выделился диоксид серы, при взаимодействии которого с избытком сероводорода образовалось 96 г серы. Определите содержание примесей в пирите.                       (25%)

Еще больше задач самых разных типов — в книге «Учимся решать задачи по химии», ее можно заказать у автора.

Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста:

Обновлено: 07.03.2019 — 18:50

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *