Объяснение:
Дано:
m(технической ZnS )=200кг.=2000г.
ω%(ZnS)=92%
Vm=22,4л./моль
V(O₂)-?
1. Определим массу цинковой обманки (сульфида цинка) в 2000г.92% :
m(ZnS)=ω%(ZnS)×m(технической ZnS)÷100%
m(ZnS)=95%×2000г.÷100%=1900г.
2. Определим молярную массу сульфида цинка:
M(ZnS)=65+32=87г./моль
3. Определим количество вещества сульфида цинка в 1900г.:
n(ZnS)=m(ZnS)÷M(ZnS)=1900г.÷87г./моль=22моль
4. Запишем уравнение реакции:
2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂
а) по уравнению реакции количество вещества:
n(ZnS)=2моль n(O₂)=3моль
б)по условию задачи количество вещества:
n₁(ZnS)=22моль, значит n₁(O₂)=33моль
5. Определим объем кислорода количеством вещества моль. Для этого используем молярный объем Vm=22,4л./моль:
V(O₂)= n₁(O₂)×Vm=33моль×22,4л./моль=739,2л.
6. ответ: для обжига 200кг. цинковой обманки содержащей 92% ZnS потребуется 739,2л. кислорода.
Запишем уравнение реакции образования ортофосфорной кислоты: P2O5 + 3 H2O = 2 H3PO4. При образовании кислоты также расходуется вода. Молярная масса воды М (Н2О) = 18г/моль, М (H3PO4) = 98г/моль. Таким образом при реакции 1г воды образуется 3,63г кислоты (см. уравнение) . Теперь можно записать уравнение для получения новой концентрации: w1 = (mв+х) / [(mв+х) + (mр-у)] , где w1 - новая концентрация (0,5), х - масса кислоты, которую нужно прибавить к существующему раствору, у - количество воды, которое расходуется при этом. Но кислоты образуется в 3,63 раза больше (по массе) , чем расходуется воды т. е. х = 3,63у. Поэтому можно записать: w1 = (mв+3,63у) / [(mв+3,63у) + (mр-у)] , отсюда находим у = [w1*(mв + mр) - mв] /(3.63 - 2.63*w1), у = 48,596г (воды расходуется) , соответственно 337,5-48,596=288,9г воды осталось в растворе. Масса кислоты, образовавшаяся при этом 3,63 * 48,596 = 176,4г.
Проверка: mв = 176,4 + 112,5 = 288,9г, mр = 288,9г, новая концентрация: w1 = 288,9/(288,9+288,9) = 0,5.
Определим необходимое количество оксида фосфора для образования кислоты. Мы уже знаем, что требуется 48,596г воды для реакции. Отсюда не трудно определить массу оксида (см. уравнение) . Молярная масса его М (P2O5) = 2*30,9 + 5*16 = 141,8г/моль. Таким образом при реакции 1 моль (141,8г) оксида расходуется 3 моль (54г) воды а при реакции х г оксида расходуется 48,596г воды. х = 127,6г оксида прореагирует. Требуется 127,6г оксида фосфора.
Реакция окисления фосфора: 4Р + 5О2 = 2Р2О5. Молярная масса фосфора М (Р) = 30,9г/моль. Таким образом для того, чтобы образовалось 2 моль (283,6г) оксида требуется 4 моль (123,6г) фосфора, а для образования 127,6г оксида - х. Находим х = 55,6г фосфора нужно сжечь.