Question

Рассчитайте количество вещества и массу чистого железа, которое можно получить при восстановлении железной окалины Fe3O4 массой 100 г. ( содержание примесей 5,25 %) оксидом углерода (II).

Answer 1

Відповідь й розв'язок на фото

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно использовать стехиометрию химических реакций. В данном случае реакция восстановления железной оксиды выглядит следующим образом:

\[ Fe_3O_4 + 4CO \rightarrow 3Fe + 4CO_2 \]

Это означает, что одна моль \( Fe_3O_4 \) реагирует с четырьмя молями \( CO \), образуя три моля железа \( Fe \) и четыре моля \( CO_2 \).

1. Найдем молекулярную массу \( Fe_3O_4 \): \[ M(Fe_3O_4) = 3 \cdot M(Fe) + 4 \cdot M(O) \] \[ M(Fe_3O_4) = 3 \cdot 55.85 \, \text{г/моль} + 4 \cdot 16.00 \, \text{г/моль} \] \[ M(Fe_3O_4) = 231.55 \, \text{г/моль} \]

2. Найдем количество молей \( Fe_3O_4 \) в образце массой 100 г: \[ \text{моли} = \frac{\text{масса}}{\text{молекулярная масса}} \] \[ \text{моли} = \frac{100 \, \text{г}}{231.55 \, \text{г/моль}} \] \[ \text{моли} \approx 0.431 \, \text{моль} \]

3. Найдем количество молей \( Fe \), которые можно получить: По коэффициентам в уравнении реакции видно, что 1 моль \( Fe_3O_4 \) дает 3 моля \( Fe \). \[ \text{моли} (Fe) = 0.431 \, \text{моль} \times \frac{3 \, \text{моль} (Fe)}{1 \, \text{моль} (Fe_3O_4)} \] \[ \text{моли} (Fe) \approx 1.293 \, \text{моль} \]

4. Найдем массу чистого железа: \[ \text{масса} (Fe) = \text{моли} (Fe) \times M(Fe) \] \[ \text{масса} (Fe) = 1.293 \, \text{моль} \times 55.85 \, \text{г/моль} \] \[ \text{масса} (Fe) \approx 72.21 \, \text{г} \]

Таким образом, масса чистого железа, которую можно получить при восстановлении 100 г железной окалины массой \( Fe_3O_4 \) с содержанием примесей 5.25%, составляет примерно 72.21 г.