Question

На восстановление оксида ванадия (V) массой 500г израсходован водород объёмом 350л. Расчитайте избыток восстановителя, выразив его в виде объемной доли в процентах.

Answer 1

Ответ:

12%

Объяснение:

Дано:

m(V2O5)=500 г.

V(H2)пол.=350 л. н.у.

Ф(это оъемная доля по отношению к всему объему водорода)(H2) - ?

Решение

V2O5+5H2 ⇒ 2V+5H2O

Сначала находим количество вещества V2O5

n(V2O5)=500/182(Молярная маса)=2,75 (моль) (с округлением)

Через уравнение рекации, находим количество водорода

n(H2)=2,75*5=13,75 (моль)

Далее находим объем водорода, который нужен был для востановления Ванадия

V(H2)=13,75*22,4=308 (л)

И сразу:

V(H2)изб.=350-308=42 (л)

И наконце находим объемную долю избыточного водорода по отношению к общему:

Ф(H2)=42/350*100%=12

Answer 2

Для расчета избытка восстановителя необходимо знать соотношение между восстановителем и оксидом ванадия (V) в реакции.

Предположим, что реакция происходит по следующему уравнению: V2O5 + xH2 -> 2VO + xH2O

Молярная масса V2O5 = 2 * (50.94 г/моль) + 5 * (16 г/моль) = 181.88 г/моль

Молярная масса H2 = 2 * (1 г/моль) = 2 г/моль

Известно, что масса V2O5 составляет 500 г и объем H2 равен 350 л.

Теперь можно рассчитать количество вещества V2O5 и H2:

Количество вещества V2O5 = масса V2O5 / молярная масса V2O5 = 500 г / 181.88 г/моль ≈ 2.746 моль

Количество вещества H2 = объем H2 / молярный объем = 350 л / 22.4 л/моль ≈ 15.625 моль

Из уравнения реакции видно, что 1 моль V2O5 реагирует с x моль H2, чтобы получить 2 моль VO. Таким образом, для 2.746 моль V2O5 потребуется:

Количество молей H2 = (2.746 моль V2O5 * x моль H2) / 1 моль V2O5 = 2.746 моль H2

Теперь мы можем рассчитать избыток восстановителя:

Избыток восстановителя = количество молей H2 - количество молей H2, необходимых для реакции = 15.625 моль - 2.746 моль ≈ 12.879 моль

Для выражения избытка восстановителя в виде объемной доли в процентах необходимо знать исходный объем водорода до реакции. Если изначальный объем водорода составлял 350 л, то объемная доля избытка восстановителя будет:

Объемная доля избытка восстановителя = (объем избытка восстановителя / исходный объем водорода) * 100 = (12.879 моль / 15.625 моль) * 100 ≈ 82.46%

Таким образом, объемная доля избытка восстановителя составляет примерно 82.46%.