Циркон – один из самых старых и распространенных минералов земной коры. Из этого химического элемента получают диоксид циркония (стабилизированный оксидом иттрия оксид циркония) – высокотехнологичный материал, который используется в медицине, в частности, в хирургии тазобедренного сустава уже более 20 лет. В настоящее время появилась возможность применять этот материал и в стоматологии. На основе диоксида циркония можно изготовить любой зубной протез. Рассчитайте массу (г) образца порошка циркония, если при температуре 400-500°С для реакции с кислородом взяли образец порошка циркония, содержащего 4% примесей оксида кремния (II). При этом образовалось 30,1ꞏ1023 формульных единиц диоксида циркония и практический выход реакции составил 96%. Ответ округлите до целых

Для решения задачи нужно найти количество циркония в образце порошка и затем рассчитать массу этого образца.

1. Найдем количество циркония в образце порошка:

• Масса диоксида циркония = 30,1ꞏ10^23 формульных единиц * (1 моль / 6,022ꞏ10^23 формульных единиц) = 5 моль
• Масса циркония = 5 моль * 91,224 г/моль = 456,12 г

2. Теперь найдем массу образца порошка циркония:

• Пусть масса образца порошка циркония равна Х г
• Масса циркония в образце = 0,96 * Х г
• Масса оксида кремния (II) в образце = 0,04 * Х г
• Молярная масса циркония = 91,224 г/моль, молярная масса оксида кремния (II) = 60,084 г/моль

Уравнение реакции: Zr + SiO2 -> ZrO2 + Si

• По уравнению реакции: 1 моль циркония соответствует 1 моль диоксида циркония 1 моль оксида кремния (II) соответствует 1 моль диоксида циркония

• Из условия задачи: 0,04 * Х г / 60,084 = 0,96 * Х г / 91,224 0,04 * 91,224 = 0,96 * 60,084 3,648 = 57,636864 X = 57,636864 / 0,04 = 1440,92 г

Ответ: масса образца порошка циркония составляет 1441 г (округлено до целых).