Question

Какой объем водорода потребуется для взаимодействия с оксидом железа(III) массой 6,5 грамм содержащего 25% примесей? Какая масса воды при этом образуется?

Answer 1

Ответ:

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

1. Находим массу оксида железа без примесей:

100 - 25 = 75 %

m(Fe2O3) = 640000 x 75 / 100 = 480000 г

2. Находим количество вещества оксида железа, зная его массу:

n(Fe2O3) = m / M = 480000 / 160 = 3000 моль

3. Из уравнения реакции видно, что n(Fe2O3) / n(H2) = 1 / 3, значит

n(H2) = n(Fe2O3) x 3 = 3000 x 3 = 9000 моль

4. Зная количество вещества водорода, находим его объем:

V(H2) = n x Vm = 9000 x 22.4 = 201600 л = 201.6 м³

5. По уравнению видно, что n(Fe2O3) / n(H2O) = 1 / 3, значит

n(H2O) = 9000 моль = 9 кмоль

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте сначала определим химическую реакцию между водородом и оксидом железа(III):

Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O

Из уравнения видно, что 1 моль Fe2O3 реагирует с 3 молями H2, образуя 3 моля воды.

1. Найдем количество молей Fe2O3 в образце массой 6,5 грамм. Для этого нужно разделить массу на молекулярную массу Fe2O3 (2 * 55.85 + 3 * 16.00 = 159.69 г/моль):

Количество молей Fe2O3 = 6.5 г / 159.69 г/моль ≈ 0.0407 моль

2. Так как мольное соотношение между Fe2O3 и H2 равно 1:3, то количество молей H2, необходимых для реакции с Fe2O3, будет:

Количество молей H2 = 0.0407 моль * 3 ≈ 0.1221 моль

3. Теперь мы можем найти массу водорода (H2) в граммах, зная количество молей и молекулярную массу водорода (2.016 г/моль):

Масса H2 = количество молей H2 * молекулярная масса H2 ≈ 0.1221 моль * 2.016 г/моль ≈ 0.246 г

4. Для вычисления массы образовавшейся воды (H2O) используем молекулярную массу воды (18.015 г/моль):

Масса H2O = количество молей H2O * молекулярная масса H2O = 0.0407 моль * 3 * 18.015 г/моль ≈ 2.193 г

5. Теперь давайте учтем, что образец содержит 25% примесей (Fe2O3) и 75% чистого Fe2O3. Вычислим массу Fe2O3 в образце:

Масса Fe2O3 в образце = 6.5 г * 0.75 = 4.875 г

И, соответственно, масса примесей (нереактивного Fe2O3):

Масса примесей = 6.5 г * 0.25 = 1.625 г

Таким образом, масса образовавшейся воды (H2O) составляет около 2.193 г.