Решение задачи № 1
В состав железной руды входят: магнетит Fe3O4 (массовая доля 55 %), ильменит FeTiO3 (массовая доля 15 %), а также другие вещества, в состав которых не входят железо или титан. Необходимо определить массу железа и титана, которые можно получить из данной руды массой 300 кг.
- Вычисляем массу магнетита и ильменита:
mFe3O4=300⋅0,55=165 кг
mFeTiO3=300⋅0,15=45 кг
- Определяем количество магнетита и ильменита (кг переводим в г):
νFe3O4=165⋅103232=711,2 моль
νFeTiO3=45⋅103152=296,1 моль
- Из формул веществ следует:
νFe=3νFe3O4=3⋅711,2=2133,6 моль
νFe=νFeTiO3=296,1 моль
Общее количество железа: νFe=2133,6+296,1=2429,7 моль
Общая масса железа составляет: mFe=2429,7⋅56=136063,2г=136,1 кг
Из формулы ильменита следует: νTi=νFeTiO3=296,1 моль
Масса титана равна: mTi=296,1⋅48=14212,8г=14,2 кг
Ответ: mFe=136,1кг, mTi=14,2кг
Решение задачи № 2
Марганец получают путем электролиза водного раствора сульфата марганца (II) с инертными электродами. Необходимо определить массу полученного марганца, если на аноде собран кислород объемом 16,8 л (н. у.). Выход кислорода количественный, выход металла – 84 %.
- Составим уравнение электролиза: MnSO4⇄Mn2++SO2−4:
катод: Mn2++2e=Mn
анод: 2H2O−4e=4H++O2
Для приведения к общему знаменателю реакцию, протекающую на катоде, домножаем на 2.
2Mn2++2H2O→2Mn+4H++O2
Окончательное уравнение: 2MnSO4+2H2O→2Mn+2H2SO4+O2
- Найдем количество кислорода: νO2=16,822,4=0,75 моль
Из уравнения следует: νMn=2νO2=2⋅0,75=1,5моль
Определим теоретическую массу марганца: mMn=1,5⋅55=82,5г{m_{Mn} = 1,5 \cdot 55 = 82,5 г}$
Найдем практическую массу марганца: mMn=82,5⋅0,84=69,3 г
Ответ: mMn=69,3 г