Question

Какая масса железа получится при восстановлении 20г красного железняка (оксид железа 3), содержащего 20% примесей, с водородом.

Answer 1

Fe₂O₃ + 3H₂ ---> 3H₂O + 2Fe

1) Находим массу чистого железняка (без примесей):
20 г * 0,8 = 16 г

2) Находим количество моль железняка:
16 г : 160 г/моль = 0,1 моль

3) Составляем пропорцию:
1 моль - 2 моль
0,1 моль - х моль
х = 0,2 моль

4) Находи массу железа
0,2 моль * 56 г/моль = 11,2 г

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте сначала определим химическое уравнение для восстановления красного железняка (оксида железа (III)) водородом:

\[Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O\]

Из уравнения видно, что на один моль \(Fe_2O_3\) требуется три моля \(H_2\) для полного восстановления. Теперь давайте рассмотрим расчеты:

1. Рассчитаем мольную массу \(Fe_2O_3\):

\[\text{Масса } Fe_2O_3 = 2 \times \text{Масса атома Fe} + 3 \times \text{Масса атома O}\]

Масса атома железа (Fe) примерно равна 55.85 г/моль, а масса атома кислорода (O) примерно равна 16 г/моль.

\[ \text{Масса } Fe_2O_3 = 2 \times 55.85 + 3 \times 16 = 159.7 \text{ г/моль}\]

2. Рассчитаем массу красного железняка в вашем образце, содержащем 20 г железа и 20% примесей:

\[\text{Масса } Fe_2O_3 = \frac{20 \text{ г}}{1 - 0.2} = \frac{20 \text{ г}}{0.8} = 25 \text{ г}\]

3. Теперь рассчитаем количество молей \(Fe_2O_3\):

\[\text{Моли } Fe_2O_3 = \frac{\text{Масса } Fe_2O_3}{\text{Масса молекулы } Fe_2O_3} = \frac{25 \text{ г}}{159.7 \text{ г/моль}} \approx 0.1567 \text{ моль}\]

4. Рассчитаем количество молей водорода (H2) необходимое для реакции, используя коэффициенты в уравнении реакции:

\[\text{Моли } H_2 = 3 \times \text{Моли } Fe_2O_3 = 3 \times 0.1567 \text{ моль} \approx 0.4701 \text{ моль}\]

5. Теперь рассчитаем массу водорода (H2) по его мольной массе (примерно 2 г/моль):

\[\text{Масса } H_2 = \text{Моли } H_2 \times \text{Масса молекулы } H_2 = 0.4701 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} \approx 0.9402 \text{ г}\]

Таким образом, масса железа, полученного при восстановлении 20 г красного железняка, составляет примерно 0.9402 г.