Question

Какую массу воды следует подвергнуть электролизу чтобы получить водород необходимый для полного восстановления 1 кг технического оксида хрома (III) содержащего 8,8% примесей?

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нужно следовать определенной последовательности шагов. В данном случае, мы можем использовать химические уравнения реакций и мольные соотношения для определения необходимой массы воды.

1. Начнем с записи уравнения реакции полного восстановления технического оксида хрома (III):

\[ \text{Cr}_2\text{O}_3 + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cr} + \text{H}_2\text{O} \]

2. Запишем балансированное уравнение реакции:

\[ \text{Cr}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Cr} + 3\text{H}_2\text{O} \]

3. Составим таблицу массы веществ в реакции:

\[ \begin{align*} &\text{Cr}_2\text{O}_3 & \text{H}_2 & \text{Cr} & \text{H}_2\text{O} \\ \text{Масса, г} & m_1 & m_2 & m_3 & m_4 \\ \end{align*} \]

4. Запишем мольные соотношения на основе уравнения реакции:

\[ \frac{m_1}{2M(\text{Cr}_2\text{O}_3)} = \frac{m_2}{3M(\text{H}_2)} = \frac{m_3}{2M(\text{Cr})} = \frac{m_4}{3M(\text{H}_2\text{O})} \]

Здесь \( M \) обозначает молекулярную массу.

5. Зададим связь между массой технического оксида хрома (III) и массой водорода:

\[ m_1 = \text{масса технического оксида хрома (III)} \]

Для нахождения массы водорода (\( m_2 \)), используем процент примесей в техническом оксиде хрома (III). Если 8,8% являются примесями, то 91,2% - это чистый оксид хрома (III). Таким образом, масса чистого оксида хрома (III):

\[ m_1 = \frac{100}{91.2} \times \text{масса технического оксида хрома (III)} \]

6. Теперь, используя мольные соотношения, найдем массу водорода (\( m_2 \)), необходимого для полного восстановления технического оксида хрома (III).

7. После определения массы водорода (\( m_2 \)), используем мольные соотношения, чтобы найти массу воды (\( m_3 \)), которая должна подвергнуться электролизу:

\[ m_3 = \frac{3}{2} \times m_2 \]

Таким образом, выполнение этих шагов позволит вам определить необходимую массу воды для полного восстановления 1 кг технического оксида хрома (III) с указанным содержанием примесей.