DWMED

W pewnych warunkach reakcja redukcji magnetytu wodorem przebiega zgodnie z równaniem stechiometrycznym:

Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O

Podczas redukcji tlenku Fe₃O₄ wodorem może również przebiegać równolegle proces, którego produktem zamiast żelaza jest inny tlenek tego metalu (FeO) oraz woda. W wyniku redukcji 11,6 g magnetytu nadmiarem wodoru powstało 4,32 g tlenku żelaza(II).

Wiedząc, że w opisanych warunkach powstały tlenek żelaza(II) nie ulega dalszej redukcji, oblicz, jaką masę metalicznego żelaza uzyskano w tym doświadczeniu? Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.

W pewnych warunkach reakcja redukcji magnetytu wodorem przebiega zgodnie z równaniem stechiometrycznym:

Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O

Próbkę magnetytu o masie 34,8 g poddano redukcji stosując nadmiar wodoru. Po zakończeniu reakcji chemicznej powstałe żelazo ważyło 18,9 g.

Oblicz jej procentową wydajność.

W pewnych warunkach reakcja redukcji magnetytu wodorem przebiega zgodnie z równaniem stechiometrycznym:

Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O

W wyniku redukcji wodorem pewnej masy magnetytu, według opisanego równania reakcji chemicznej powstało 4,32 cm³ wody destylowanej.

Oblicz, jaka masa magnetytu została odważona, jeśli reakcja przebiegła z 80% wydajnością, a pomiaru objętości wody dokonano w temperaturze 277 K pod ciśnieniem normalnym?

Roztworzono 3,25 g cynku w kwasie solnym, a powstały produkt gazowy zajął objętość w warunkach normalnych równą 1064 cm³.

Oblicz procentową wydajność opisanego procesu.

Przeprowadzono redukcję dwóch moli tlenku ołowiu(II) zgodnie z równaniem:

PbO + C → CO + Pb

Oblicz masę powstałego metalu, jeśli wydajność opisanego procesu wyniosła 85%.

Metanol można otrzymać z gazu syntezowego zgodnie z równaniem:

CO + 2H₂ → CH₃OH

W celu przeprowadzenia syntezy metanolu przygotowano 24 g stechiometrycznej mieszaniny tlenku węgla(II) i wodoru. Po zakończeniu procesu stwierdzono, że pozostały wodór w warunkach normalnych zajmuje objętość 6,72 dm³.

Ustal na podstawie niezbędnych obliczeń wydajność opisanej reakcji syntezy metanolu.

Do redukcji tlenku żelaza(III) w procesie wielkopiecowym używa się koksu, czyli mieszaniny stanowiącej pierwiastkowy węgiel wraz z niewielką ilością zanieczyszczeń. Równanie jednej z przebiegających wówczas reakcji chemicznych, w wyniku której powstaje żelazo z wydajnością 60% można przedstawić w postaci:

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO

Oblicz, ile kilogramów żelaza można uzyskać w wyniku powyższej przemiany, jeśli dysponujemy 100 kg koksu zawierającego 6% zanieczyszczeń, które nie biorą udziału w reakcji chemicznej.

Próbkę azotanu(V) baru, w której jony azotanowe(V) ważyły 2,79 g rozpuszczono w wodzie destylowanej. Uzyskany roztwór wprowadzono do wodnego roztworu siarczanu(VI) sodu zawierającego 2,84 g rozpuszczonej całkowicie soli. W naczyniu przebiegła reakcja chemiczna opisana równaniem:

Na₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ ⟶ BaSO₄↓ + 2NaNO₃

Powstały osad odsączono, przemyto, wysuszono i zważono uzyskując w ten sposób 4,32 g siarczanu(VI) baru.

Oblicz procentową wydajność procesu prowadzącego do uzyskania podanej masy siarczanu(VI) baru. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Do reaktora wprowadzono 8 g metanu. Zawartość naczynia ogrzano do temperatury T, co poskutkowało przebiegiem reakcji chemicznej:

CH_4(g) → C_(s) + 2H_2(g)

Po jej zakończeniu stwierdzono, że znajdujące się w układzie reagenty, gazowe zajmują objętość 16,8 dm³ w przeliczeniu na warunki normalne.

Oblicz procentową wydajność reakcji rozkładu metanu w opisanych warunkach.

Stopień przereagowania substratu w danej reakcji chemicznej jest to stosunek jego ilości jaka weszła w reakcję do ilości początkowej. Jeśli substraty zmieszane zostały w stosunku stechiometrycznym, wówczas wielkość ta równa jest co do wartości wydajności reakcji chemicznej. W jednym z etapów produkcji kwasu azotowego(V) przebiega reakcja chemiczna:

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

Do reaktora o pojemności 1 m³ wprowadzono 11 moli mieszaniny amoniaku z powietrzem, w której substraty opisanej przemiany pozostawały w stosunku stechiometrycznym. Po zainicjowaniu reakcji chemicznej, a następnie jej zakończeniu stwierdzono, że powstało 1,44 mola tlenku azotu(II).

Określ procentowy stopień przereagowania każdego z substratów oraz wydajność reakcji.

Stopień przereagowania substratu w danej reakcji chemicznej jest to stosunek jego ilości jaka weszła w reakcję do ilości początkowej. Jeśli substraty zmieszane zostały w stosunku stechiometrycznym, wówczas wielkość ta równa jest co do wartości wydajności reakcji chemicznej. Karbid reaguje z wodą zgodnie z równaniem:

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂

W kolbie odważono 16 g pokruszonego karbidu, następnie ostrożnie, małymi porcjami wprowadzono jeszcze 12 cm³ wody destylowanej. Powstały acetylen zebrano i zmierzono jego objętość, która w temperaturze 25 ^oC pod ciśnieniem normalnym wynosiła 5,96 dm³.

Oblicz procentowy stopień przereagowania nadmiarowego substratu. Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Pewien związek chemiczny X uzyskuje się w trójetapowym procesie chemicznym:

Etap 1: A + B → 2C + D

Etap 2: C + E → F

Etap 3: 3F + 2Y → 2X + G

Oblicz całkowitą wydajność procesu prowadzącego do utworzenia związku chemicznego X, jeśli wydajności poszczególnych etapów reakcyjnych wynoszą kolejno: 70%, 90% oraz 65%. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Tak zwany antymon metaliczny otrzymuje się w dwuetapowym procesie reakcyjnym, z wyjściowego surowca, jakim jest siarczek antymonu(III) – antymonit:

Sb₂S₃ + 5O₂ → Sb₂O₄ + 3SO₂ (etap I)

Sb₂O₄ + 4C → 2Sb + 4CO (etap II)

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Uzasadnij obliczeniami, czy przy wydajności równej 90% każdego etapu reakcyjnego, możliwe jest uzyskanie 210 g antymonu, jeśli dysponujemy 400 g rudy o zawartości 85% antymonitu? Wynik zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.

Podczas reakcji kwasu siarkowego(VI) z chloranem(V) potasu powstaje nietrwały kwas chlorowy(V), który rozkłada się zgodnie z równaniem:

3HClO₃ → 2ClO₂ + HClO₄ + H₂O

Z uwagi na wybuchowy charakter rozkładu tlenku chloru(IV) w temperaturze bliskiej 333 K, konieczne jest zapewnienie stałej temperatury (273 K) układu reakcyjnego:

2ClO₂ → Cl₂ + 2O₂

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Oblicz, jaką masę chloranu(V) potasu należy odważyć, aby przy wydajności każdego z etapów reakcyjnych równej 90%, otrzymać 14 dm³ chloru odmierzonego w warunkach normalnych? Wynik obliczeń podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Na skalę laboratoryjną tlenek chromu(III) otrzymuje się podczas termicznego rozkładu dwuchromianu(VI) amonu:

(NH₄)₂Cr₂O₇ ⟶ Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O

Przez 10 sekund w tyglu porcelanowym prażono 12,6 g dwuchromianu(VI) amonu. Po tym czasie reakcję wstrzymano przez gwałtowne schłodzenie zawartości naczynia, a następnie ostrożnie odparowano powstałą wodę. Masa stałej pozostałości wynosiła 9,27 g.

Wykonując stosowne obliczenia określ, czy ilość azotu wydzielona w wyniku całkowitego rozkładu 12,6 g dwuchromianu(VI) amonu będzie wystarczająca, aby w reakcji z wodorem możliwe było uzyskanie z 75% wydajnością 1 dm³ amoniaku (w przeliczeniu na warunki normalne)?