Question

Помогите пожалуйста) Вычислите, какой объем водорода потребуется, чтобы превратить в железо 1 тонну железной руды, содержащей 50 процентов Fe203

Answer 1

m(Fe2O3) = 1000000*0,5 = 500000 г. Реакция такая:

Fe2O3 + 3H2 => 2Fe + 3H2O

То есть на 1 моль оксида железа III нам нужно 3 моля водорода.

Найдём v(ню) Fe2O3. v=m/M= 500000/(56*2+16*3)=3125 моль. Значит водорода нужно 3125*3=9375 моль. Чтобы узнать объём, умножим количество вещества на молярный объём (22,4 литр/моль). V = v*V(молярный)= 9375*22,4= 210000 литров водорода.

Answer 2

Для вычисления объема водорода, необходимого для превращения 1 тонны железной руды с содержанием 50% Fe2O3 в железо (Fe), нужно сначала определить химическую реакцию превращения Fe2O3 в Fe с помощью водорода (H2):

3Fe2O3 + H2 → 2Fe3O4 + H2O

Fe3O4 + H2 → 3FeO + H2O

3FeO + H2 → Fe + H2O

На каждую молекулу Fe2O3 требуется 3 молекулы H2. Давайте сначала вычислим количество Fe2O3 в 1 тонне железной руды.

1 тонна = 1000 кг

Масса Fe2O3 = 50% от 1000 кг = 500 кг

Теперь переведем массу Fe2O3 в моль, зная молярную массу Fe2O3.

Молярная масса Fe2O3 = (2 массы атомов Fe) + (3 массы атомов O) = (2 * 55.85 г/моль) + (3 * 16.00 г/моль) ≈ 159.69 г/моль

Моль Fe2O3 = масса Fe2O3 / молярная масса Fe2O3 = 500 кг / 159.69 г/моль ≈ 3.13 моль

Так как на каждую молекулу Fe2O3 требуется 3 молекулы H2, количество молекул H2, необходимых для реакции, составит:

Количество молекул H2 = 3.13 моль Fe2O3 * 3 молекулы H2/моль Fe2O3 ≈ 9.39 моль H2

Теперь вычислим массу H2, зная его молярную массу (2.016 г/моль):

Масса H2 = количество молекул H2 * молярная масса H2 ≈ 9.39 моль * 2.016 г/моль ≈ 18.9 г

Наконец, переведем массу H2 в объем, зная его плотность при заданных условиях (например, комнатная температура и давление):

Плотность H2 при комнатной температуре и давлении ≈ 0.089 г/л

Объем H2 = масса H2 / плотность H2 ≈ 18.9 г / 0.089 г/л ≈ 212 л

Таким образом, чтобы превратить 1 тонну железной руды с содержанием 50% Fe2O3 в железо, потребуется примерно 212 литров водорода.