Question

Никель получают восстановлением оксида никеля (II) углеродом по реакции NiO + С = Ni + СО Какую массу угля надо взять для получения никеля массой 354 г, если массовая доля углерода в угле составляет 92% и для реакции нужен двукратный избыток углерода?

Answer 1

NiO + C = Ni + CO. 
v (C) = v (Ni) = 354/59 = 6 моль. 
m (C) = 6*12 = 72 г. 
Двукратная масса углерода равна 144 г, значит, масса угля равна 144/0,92 = 156,52 г.

Answer 2

Для решения задачи нам нужно определить, сколько молекул углерода потребуется для восстановления 354 г оксида никеля (II), исходя из химической реакции:

\[ \text{NiO} + \text{C} = \text{Ni} + \text{CO} \]

Сначала определим молекулярные массы веществ:

Масса молекулы \( \text{NiO} \) (оксид никеля (II)): \[ \text{NiO} = \text{масса Ni} + \text{масса O} = 58.69 \, \text{г/моль} + 16.00 \, \text{г/моль} = 74.69 \, \text{г/моль} \]

Масса молекулы \( \text{C} \) (углерод): \[ \text{C} = 12.01 \, \text{г/моль} \]

Масса молекулы \( \text{Ni} \) (никель): \[ \text{Ni} = 58.69 \, \text{г/моль} \]

Масса молекулы \( \text{CO} \) (оксид углерода): \[ \text{CO} = \text{масса C} + \text{масса O} = 12.01 \, \text{г/моль} + 16.00 \, \text{г/моль} = 28.01 \, \text{г/моль} \]

Теперь по химической реакции видно, что 1 моль \( \text{NiO} \) требует 1 моль \( \text{C} \) для восстановления. Мы знаем молекулярные массы и можем перейти к расчетам.

Сначала определим количество молей \( \text{NiO} \) в 354 г:

\[ \text{Молей NiO} = \frac{\text{Масса NiO}}{\text{Масса молекулы NiO}} = \frac{354 \, \text{г}}{74.69 \, \text{г/моль}} \approx 4.74 \, \text{моль} \]

Так как требуется двукратный избыток углерода, количество молей углерода будет равно удвоенному количеству молей \( \text{NiO} \):

\[ \text{Молей C} = 2 \times 4.74 \, \text{моль} = 9.48 \, \text{моль} \]

Теперь определим массу углерода, которая соответствует этому количеству молей:

\[ \text{Масса C} = \text{Молей C} \times \text{Масса молекулы C} = 9.48 \, \text{моль} \times 12.01 \, \text{г/моль} \approx 113.93 \, \text{г} \]

Таким образом, для получения 354 г никеля с учетом двукратного избытка углерода, необходимо взять примерно 113.93 г угля.