Найдите объем кислорода, необходимого для обжига 400 г руды, содержащей 82% сульфида свинца. б) Определите массу свинца, полученного в дальнейшем процессе восстановления углем, если выход составляет 87%.
Ответы
Відповідь:
а) Чтобы рассчитать объем кислорода, необходимый для обжига 400 г сульфидной руды свинца, нам сначала нужно сбалансировать химическое уравнение реакции обжига: 2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2 Из сбалансированного уравнения видно, что для реакции с 2 молями PbS требуется 3 моля O2. Молярная масса PbS составляет 239,3 г/моль, поэтому 400 г PbS равны 400/239,3 = 1,672 моля. Следовательно, количество кислорода, необходимое для реакции, равно: (3/2) х 1,672 = 2,508 моль Объем кислорода можно рассчитать, используя закон идеального газа, предполагая стандартные температуру и давление (STP): V=nRT/P где V — объем газа, n — число молей газа, R — газовая постоянная, T — температура (273 К), P — давление (1 атм). Подставляя значения, получаем: V = (2,508 моль x 0,08206 л атм/моль K x 273 K) / (1 атм) = 57,5 л Следовательно, для обжига 400 г сульфидно-свинцовой руды требуется 57,5 л кислорода. б) Для определения массы свинца, полученного при развитии процесса восстановления угля, необходимо сначала рассчитать теоретический выход реакции. Сбалансированное уравнение восстановления оксида свинца (PbO) углеродом (C): PbO + C → Pb + CO Из уравнения мы видим, что 1 моль PbO реагирует с 1 молем C с образованием 1 моля Pb. Молярная масса PbO составляет 223,2 г/моль, поэтому количество молей PbO, присутствующих в 400 г сульфида свинца (при условии, что это чистый PbS), составляет: 400 г / 223,2 г/моль = 1,79 моль Следовательно, теоретический выход свинца из 400 г сульфида свинца составляет 1,79 моль. Фактический выход составляет 87% от теоретического выхода. Следовательно, масса полученного свинца равна: 1,79 моль х 207,2 г/моль х 0,87 = 319,2 г Следовательно, масса свинца, полученного при разработке процесса восстановления угля, составляет 319,2 г.
Пояснення: