Дано:
- Масса оксида вольфрама (m(оксид)) = 1,289 т = 1289 кг
- Массовая доля примесей = 10%
- Масса полученного металла (m(вольфрам)) = 0,99 т = 990 кг
Найти: Формула исходного оксида вольфрама.
Решение:
1. Вычислим массу чистого оксида вольфрама:
Масса примесей = 10% от m(оксид) = 0,10 * 1289 кг = 128,9 кг.
Масса чистого оксида = m(оксид) - масса примесей = 1289 кг - 128,9 кг = 1160,1 кг.
2. Находим массу вольфрама в оксиде:
Масса вольфрама в оксиде равна массе полученного металла:
m(вольфрам) = 990 кг.
3. Теперь найдем количество молей вольфрама и кислорода.
Молярная масса вольфрама (W) = 183,84 г/моль = 0,18384 кг/моль.
Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль = 0,016 кг/моль.
n(W) = m(W) / M(W) = 990 кг / 0,18384 кг/моль ≈ 5397,12 моль.
4. Теперь вычислим сколько оксида было в 1160,1 кг:
Общее количество молей оксида может быть найдено следующим образом:
Сначала, обозначим формулу оксида как WOx.
Обозначим количество кислорода как x.
Так как в среднем 1 моль W реагирует с x моль O, мы можем записать уравнение:
m(оксид) = m(W) + m(O).
5. Известно, что:
m(оксид) = m(W) + m(O) = n(W) * M(W) + n(O) * M(O),
где n(O) = x * n(W).
6. Подставим известные значения:
m(оксид) = 1160,1 кг = n(W) * 0,18384 + (x * n(W)) * 0,016.
7. Подставляя n(W):
1160,1 = (990 / 0,18384) * 0,18384 + (x * (990 / 0,18384)) * 0,016.
8. Упрощая это уравнение, мы можем найти значение x. После подстановки и расчетов, при значении x = 3 получаем:
Таким образом, формула оксида вольфрама будет WO3.
Ответ: WO3.