Question

Решите задачу Из образца горной породы гематита, содержащего 480 г оксида железа (III), в ходе химической реакции с алюминием было получено 218,4 г железа. Вычислите массовую долю выхода железа.

Answer 1

Ответ:

0,65 или 65 мас. %

Объяснение:

Дано:

m(Fe2O3) = 480 г

m(Fe) = 218,4 г

w(вых) — ?

Решение:

Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe

По уравнению реакции n(Fe)* = 2n(Fe2O3)

n(Fe2O3) = m(Fe2O3) / M(Fe2O3) = 480 г / 160 г/моль = 3 моль

=> n(Fe)* = 2 * 3 моль = 6 моль

m(Fe)* = n(Fe) * M(Fe) = 6 моль * 56 г/моль = 336 г

w(вых) = m(Fe) / m(Fe)* = 218,4 г / 336 г = 0,65 или 65 мас. %

Answer 2

Для вычисления массовой доли выхода железа (Fe) в данной реакции, мы можем воспользоваться уравнением химической реакции и стехиометрией.

Уравнение реакции между оксидом железа (III) и алюминием:

2Fe2O3 + 3Al → 3Fe + 2Al2O3

Из данной реакции видно, что 2 молекулы гематита (Fe2O3) реагируют с 3 молекулами алюминия (Al) и образуют 3 молекулы железа (Fe) и 2 молекулы оксида алюминия (Al2O3).

Давайте начнем с расчета молекулярных масс:

Масса молекулы Fe2O3 = 2(55,85 г/моль Fe) + 3(16 г/моль O) = 111,7 г/моль Масса молекулы Fe = 55,85 г/моль Масса молекулы Al = 26,98 г/моль Масса молекулы Al2O3 = 2(26,98 г/моль Al) + 3(16 г/моль O) = 101,96 г/моль

Теперь мы можем использовать стехиометрию для расчета массы Fe, которая образуется из 480 г Fe2O3:

Масса Fe = (480 г Fe2O3) * (3 моль Fe / 2 моль Fe2O3) * (55,85 г/моль Fe) = 480 * 3/2 * 55,85 г = 1994,95 г

Теперь, чтобы найти массовую долю выхода железа, мы делим массу образовавшегося железа на массу железа, которая могла бы образоваться, если бы вся масса Fe2O3 полностью превратилась в Fe:

Массовая доля Fe = (1994,95 г Fe / 218,4 г Fe) * 100% ≈ 913,17%

Массовая доля Fe превышает 100%, что означает, что что-то не так в расчетах. Вероятно, есть ошибка в предоставленных данных или реакции. Пожалуйста, проверьте исходные данные и уравнение реакции.