Question

Задание 1. Расчеты по уравнениям реакции Рассчитайте массу железа в реакции, когда максимальный объем доступного монооксида углерода составляет 75,7 л, а масса оксида железа (III) составляет 749,36 г. помогите срочно​

Answer 1

Ответ:

1) Дано:

m(Fe₂O₃)=12кг.

ω%(вых. Fe)=80%

-------------------------

m₂(Fe)-?

1. Определим молярную массу оксида железа(lll):

M(Fe₂O₃)=56x2+16x3=160кг./кмоль

2. Определим количество вещества n в 12кг. оксида железа(lll):

n(Fe₂O₃)= m(Fe₂O₃)÷M(Fe₂O₃)= 12кг.÷160кг./моль=0,075кмоль

3. Запишем уравнение реакции восстановления железа:

Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

4. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции из 1кмоль оксида железа(lll) образуется 2кмоль железа, по условию задачи в реакцию вступило 0,075кмоль оксида железа(lll), значит железа образуется в два раза больше кмоль: n(Fe)=0,075кмольх2=0,15кмоль

5. Определяем  молярную массу железа и массу теоретического выхода:

M(Fe)=56кг./кмоль

m₁(Fe)=n(Fe)xM(Fe)=0.15кмоль х56кг./кмоль=8,4кг.

6. Определяем массу железа составляющую 80% от теоретически возможного:

m₂(Fe)=ω%×m₁(Fe) ÷100%=80%x 8.4кг.÷100%=6,72кг.

7. Ответ: получится 6,72кг. железа.

2)

Дано:

m(Fe₂O₃)=8кг.

ω%(вых. Fe)=85%

-------------------------

m₂(Fe)-?

1. Определим молярную массу оксида железа(lll):

M(Fe₂O₃)=56x2+16x3=160кг./кмоль

2. Определим количество вещества n в 8кг. оксида железа(lll):

n(Fe₂O₃)= m(Fe₂O₃)÷M(Fe₂O₃)= 8кг.÷160кг./моль=0,05кмоль

3. Запишем уравнение реакции восстановления железа:

Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

4. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции из 1кмоль оксида железа(lll) образуется 2кмоль железа, по условию задачи в реакцию вступило 0,05кмоль оксида железа(lll), значит железа образуется в два раза больше кмоль: n(Fe)=0,05кмольх2=0,1кмоль

5. Определяем  молярную массу железа и массу теоретического выхода:

M(Fe)=56кг./кмоль

m₁(Fe)=n(Fe)xM(Fe)=0.1кмоль х56кг./кмоль=5,6кг.

6. Определяем массу железа составляющую 85% от теоретически возможного:

m₂(Fe)=ω%×m₁(Fe) ÷100%=85%x 5,6кг.÷100%=4,76кг.

7. Ответ: получится 4,76кг. железа.

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте рассмотрим уравнение реакции между монооксидом углерода (CO) и оксидом железа(III) (Fe2O3):

\[ xCO + yFe2O3 \rightarrow zFe + wCO2 \]

Мы знаем, что максимальный объем CO равен 75,7 л, а масса Fe2O3 равна 749,36 г.

1. Найдем количество молекул CO в максимальном объеме: \[ n = \frac{PV}{RT} \] где \( P \) - давление (при стандартных условиях примерно 1 атм), \( V \) - объем газа, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( T \) - температура.

2. Зная количество молекул CO, найдем количество молекул Fe2O3, используя коэффициенты перед соответствующими веществами в уравнении реакции.

3. После этого, найдем массу железа (Fe) из количества молекул Fe2O3 и молярной массы железа.

Давайте начнем с первого шага:

1. Рассчитаем количество молекул CO: \[ n = \frac{PV}{RT} \] \[ n = \frac{(1\,атм) \times (75,7\,л)}{(0,0821\,л \cdot атм/(моль \cdot K)) \times (273\,K)} \]

Рассчитаем \( n \) и перейдем ко второму шагу.

\[ n = \frac{(1\,атм) \times (75,7\,л)}{(0,0821\,л \cdot атм/(моль \cdot K)) \times (273\,K)} \] \[ n \approx \frac{75,7}{22,4} \approx 3,38\,моль \]

Теперь мы знаем, что у нас есть 3,38 моль CO. Посмотрим на уравнение реакции:

\[ xCO + yFe2O3 \rightarrow zFe + wCO2 \]

Коэффициент перед CO равен 1, поэтому \( x = 3,38 \).

Теперь у нас есть количество молекул Fe2O3:

\[ y = \frac{x}{2} \]

\[ y = \frac{3,38}{2} = 1,69 \]

Так как мы не можем иметь дробное количество молекул, умножим все коэффициенты на 2:

\[ 2CO + 3Fe2O3 \rightarrow 2Fe + 3CO2 \]

Теперь у нас есть \( x = 2 \) и \( y = 3 \).

Теперь, используя массу Fe2O3, найдем массу железа (Fe):

\[ m_{Fe} = \frac{m_{Fe2O3} \times z_{Fe}}{y_{Fe2O3}} \]

\[ m_{Fe} = \frac{749,36\,г \times 2}{3} \approx 499,57\,г \]

Таким образом, масса железа в реакции составляет примерно 499,57 г.