
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⇄:
катод: {Mn^{2+} + 2e = Mn}
анод: {2H_2O -4e = 4H^+ + O_2}
Для приведения к общему знаменателю реакцию, протекающую на катоде, домножаем на 2.
{2Mn^{2+} + 2H_2O \rightarrow 2Mn + 4H^+ + O_2}
Окончательное уравнение: {2MnSO_4 + 2H_2O \rightarrow 2Mn + 2H_2SO_4 + O_2}
- Найдем количество кислорода: {\nu_{O_2} = \frac {16,8}{22,4} = 0,75 \ моль}
Из уравнения следует: {\nu_{Mn} = 2\nu_{O_2} = 2 \cdot 0,75 = 1,5 моль}
Определим теоретическую массу марганца: {m_{Mn} = 1,5 \cdot 55 = 82,5 г}{m_{Mn} = 1,5 \cdot 55 = 82,5 г}$
Найдем практическую массу марганца: {m_{Mn} = 82,5 \cdot 0,84 = 69,3 \ г}
Ответ: {m_{Mn} = 69,3 \ г}
