Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Решение. Объем металла, снимаемый с лопатки, V = 30 ∙ 10 ∙ 0,2 ∙ 2 = 120 см3.
|
|
Решение
Объем металла, снимаемый с лопатки, V = 30 ∙ 10 ∙ 0, 2 ∙ 2 = 120 см3.
12.1.1. По никелевой лопатке:
Ni + 2 H2O = Ni(OH)2 + H2↑
Масса молей 58, 7 2 ∙ 18 92, 7 2
по уравнению
фактическая масса 1068 х1 х2 х3
Масса снятого металла m = 120 ∙ 8, 9 = 1068 г
Масса воды (5.2) х1 = (1 068 ∙ 2 ∙ 18)/(1 ∙ 58, 7) = 655 г
Масса Ni(OH)2 (5.2) х2 = (1 068 ∙ 1 ∙ 92, 7)/(1 ∙ 58, 7) = 1 687 г
Масса водорода (5.2) х3 = (1 068 ∙ 1 ∙ 2)/(1 ∙ 58, 7) = 36, 4 г
Число молей никеля n = 1068: 58, 7 = 18, 2
Число молей воды n1 = 2 ∙ 18, 2 = 36, 4
Число молей Ni(OH)2 n2 = 1 ∙ 18, 2 = 18, 2
Число молей водорода n3 = 1 ∙ 18, 2 = 18, 2
Объем водорода при нормальных условиях: V = 22, 4 ∙ 18, 2 = 407, 6 л
Сопоставляем массы исходных и конечных веществ, убеждаемся в правильности расчета:
1068 + 655 = 1723 г; 1067 + 36, 4 = 1723, 4 г
12.1.2. По железной лопатке
Fe + 3 H2O = Fe (OH)3 + 1, 5 H2↑
Масса молей 55, 8 3 ∙ 18 106, 8 3
по уравнению
фактическая масса 936 х1 х2 х3
Масса снятого металла m = 120 ∙ 7, 8 = 936 г
Масса воды х1 = (936 ∙ 3 ∙ 18)/(1 ∙ 55, 8) = 905, 8 г
Масса Fe(OH)3 х2 = (936 ∙ 1 ∙ 106, 8)/(1 ∙ 55, 8) = 1791, 5 г
Масса водорода х3 = (936 ∙ 1, 5 ∙ 2)/(1 ∙ 55, 8) = 50, 3 г
Число молей железа n = 936: 55, 8 = 16, 8
Число молей воды n1 = 3 ∙ 16, 8 = 50, 4
Число молей Fe(OH)3 n2 = 1 ∙ 16, 8 = 16, 8
Число молей водорода n3 = 1, 5 ∙ 16, 8 = 25, 2
Объем водорода при нормальных условиях: V = 22, 4 ∙ 25, 2 = 564, 5 л
Сопоставляем массы исходных и конечных веществ:
936 + 905, 8 = 1841, 8 г; 1 791, 5 + 50, 3 = 1841, 8 г
12.2. Определите массу и число молей реагентов, участвующих в реакции, при двусторонней обработке турбинной лопатки (размеры – в упражнении 12.1), изготовленной из хрома. Доля хрома, образующего нерастворимый гидроксид Cr(OH)3 и хромовую кислоту H2CrO4, равна соответственно 0, 7 и 0, 3; плотность хрома 7, 2 г/см3.
Решение
Объем металла, снимаемый с лопатки, 120 см3.
Масса снятого металла m = 120 ∙ 7, 2 = 864 г
Масса хрома, пошедшая на образование нерастворимого гидроксида Cr(OH)3:
mш = 0, 7 ∙ m = 0, 7∙ 864 = 605 г
Масса хрома, пошедшая на образование хромовой кислоты H2CrO4 (растворима):
mp = 0, 3 ∙ m = 0, 3 ∙ 864 = 259 г
В дальнейшем рассчитываем массу и число молей реагентов как для одной (0, 7), так и для другой (0, 3) доли хрома. Для воды и водорода определяем общую массу.
Масса воды х1 = (605 ∙ 3 + 259 ∙ 4 ∙ 18)/(1 ∙ 52) = 987 г
Масса шлама х2 = (605 ∙ 1 ∙ 103)/(1 ∙ 52) = 1 198 г
Масса хромовой кислоты хр = (259 ∙ 1 ∙ 118)/(1 ∙ 52) = 588 г
Масса водорода х3 = (605 ∙ 1, 5 ∙ 2 + 259 ∙ 3 ∙ 2)/(1 ∙ 52) = 64, 8 г
Число молей хрома n = 864: 52 = 16, 6
Число молей воды n1 = 987: 18 = 54, 8
Число молей Cr(OH)3 nш = 16, 6 ∙ 0, 7 = 11, 62
Число молей H2CrO4 nр = 16, 6 ∙ 0, 3 = 4, 98
Число молей водорода n1 = 64, 8: 2 = 32, 4
Объем водорода при нормальных условиях: V = 22, 4 ∙ 32, 4 = 725, 8 л
Сопоставляем массы исходных и конечных веществ:
864 + 987 = 1851 г; 1198 + 588 + 64, 8 = 1850, 8 г
12.3. Определите массу реагентов при двусторонней обработке лопатки, изготовленной из сплава, содержащего 68% никеля, 14% кобальта и 18% хрома; доля хрома, образующего нерастворимый гидроксид 0, 7; плотность сплава
8, 59 г/см3. (Размеры – в упражнении 12.1).
Решение.
Объем сплава, снимаемый с лопатки, 120 см3.
Масса снятого сплава m = 120 ∙ 8, 59 = 1031 г
Масса никеля mNi = 1 031 ∙ 0, 68 = 701, 1 г
Масса кобальта mCo = 1 031 ∙ 0, 14 = 144, 3 г
Масса хрома mCr = 1 031 ∙ 0, 18 = 185, 6 г
Масса хрома, пошедшая на образование нерастворимого гидроксида Cr(OH)3:
mCr = 0, 7 ∙ mCr = 0, 7∙ 185, 6 = 129, 9 г
Масса хрома, пошедшая на образование хромовой кислоты H2CrO4:
mp = 0, 3 ∙ mCr = 0, 3∙ 185, 6 = 55, 7 г
Массу реагентов, участвующих в реакции с каждым из металлов, вычисляем по уравнению типа (3.2); результаты расчетов сводим в таблицу.
Масса реагентов, участвующих в реакции
| Обозначение металла | Масса металла, mi, г | Масса воды, х1, i, г | Масса нерастворимого гидроксида (шлама), хш, i, г | Масса хромовой кислоты, хр, г | Масса водорода, х3, i, г |
| Ni | 701, 1 | 430, 0 | 1107, 2 | - | 23, 9 |
| Co | 144, 3 | 88, 2 | 227, 2 | - | 4, 9 |
| Crш | 129, 9 | 134, 9 | 257, 3 | - | 7, 5 |
| Crр | 55, 7 | 77, 1 | - | 126, 4 | 6, 4 |
| сумма | 1031, 0 | 730, 2 | 1591, 7 | 126, 4 | 42, 7 |
| Сопоставление | Масса исходных веществ 1761, 2 г | Масса конечных веществ 1760, 8 г |
12.4. Хромоникелевый сплав содержит 70% никеля и 30% хрома, причем одна треть хрома преобразуется в Cr(OH)3 и две трети – в хромовую кислоту H2CrO4. Вычислить химические эквиваленты никеля, хрома, сплава.
Решение.
Сначала вычислим химические эквиваленты металлов:
из (2.24): ЭNi = 58, 7: 2 = 29, 35
из (2.29): ЭCr+3/Cr = 52: 3 = 17, 33
из (2.27): ЭCr+6/Cr = 52: 6 = 8, 67
От общего количества сплава приходится на хром, преобразующийся в Cr(OH)3 – 10% и в H2CrO4 – 20%.
Химический эквивалент сплава вычисляем по (4.8):
12.5. Определить силу тока, которая необходима при 30-минутной ЭХО детали, изготовленной: а) из никеля; б) из хрома, преобразующегося в Cr(OH)3;
в) из хрома, преобразующегося в H2CrO4; г) из хромоникелевого сплава с содержанием металлов, указанным в упражнении 12.4. Масса снятого металла (сплава) 1000 г. Выход по току 0, 95.