Question

Какой объем водорода восстановит 224 кг железа из магнитного железняка(Fe3O4)

Answer 1

Fe3O4+4H2-->3Fe+4H2O

Получили 224 кг железа или n=224кг/56г/моль=4 кмоль

Тогда химическое количество водорода по коэффициентам реакции будет равно n(H2) =n(Fe)*4/3=4кмоль*4/3=16/3кмоль=5,33 кмоль

Объем водорода:
V(H2)=n*Vm=5,33кмоль*22,4дм^3/моль≈119,4 м^3

Answer 2

Для расчета объема водорода, необходимого для восстановления 224 кг железа из магнитного железняка (Fe3O4), нужно учесть химическую реакцию, происходящую при восстановлении.

Реакция восстановления магнитного железняка Fe3O4 водородом H2 приводит к образованию железа Fe и воды H2O:

Fe3O4 + 4H2 -> 3Fe + 4H2O

Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу Fe3O4 требуется 4 молекулы H2. Чтобы найти количество молекул H2, необходимых для восстановления, нужно учесть количество молекул Fe3O4 в 224 кг.

Молекулярная масса Fe3O4 = (55,845 г/моль * 3 + 16,00 г/моль * 4) = 231,532 г/моль

Количество молей Fe3O4 = масса Fe3O4 / молекулярная масса Fe3O4 = 224 000 г / 231,532 г/моль ≈ 967,35 моль

Согласно уравнению реакции, на одну молекулу Fe3O4 требуется 4 молекулы H2. Поэтому, общее количество молекул H2 будет:

Количество молекул H2 = 4 * количество молей Fe3O4 = 4 * 967,35 моль ≈ 3869,4 моль

Теперь, чтобы найти объем водорода, мы должны учесть условия (температура и давление), при которых проводится реакция. Обычно для таких расчетов используют стандартные условия (температура 25 °C и давление 1 атмосфера).

При стандартных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра.

Объем водорода = количество молекул H2 * объем 1 молекулы H2 = 3869,4 моль * 22,4 л/моль ≈ 86 733,56 литров

Таким образом, для восстановления 224 кг железа из магнитного железняка потребуется приблизительно 86 733,56 литров водорода при стандартных условиях.