Question

Какое количество вещества водорода потребуется на восстановление 40 г оксида железа (III) согласно уравнению Fe2O3 +3H2 = 2Fe + 3H2O?

Answer 1

Дано:
m(Fe₂O₃)=40г
Vm=22,4л./моль
------------------------
V(H₂)-?

1. Определим молярную массу оксида железа(lll) и его количество вещества в 40г.:
M(Fe₂O₃)=56x2+16x3=160г./моль
n(Fe₂O₃)=m(Fe₂O₃)÷M(Fe₂O₃)
n(Fe₂O₃)=40г.÷160г./моль=0,25моль

2. Уравнение реакции и его анализ:
Fe₂O₃ +3H₂ = 2Fe + 3H₂O
по уравнению реакции  1моль оксида железа(lll) взаимодействует с 3моль водорода;

по условию задачи вступает в реакцию 0,25моль оксида железа(lll), тогда водорода потребуется в три раза больше:

n(H₂)=0,25х3=0,75моль.

3. Ответ: 0,75моль  количество вещества водорода потребуется  на восстановление 40 г оксида железа (III) 

Answer 2

Для решения данной задачи нам необходимо использовать коэффициенты в уравнении реакции для определения молекулярных пропорций между реагентами и продуктами.

Уравнение реакции: \[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что одна молекула \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) реагирует с тремя молекулами \( \text{H}_2 \). Таким образом, молекульное соотношение между \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) и \( \text{H}_2 \) равно 1:3.

Масса атома водорода (H) равна приблизительно 1 г/моль.

Теперь, для вычисления молекулярной массы \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \), нужно сложить массы атомов каждого элемента, умноженные на их количество в молекуле: \[ \text{Масса } \text{Fe}_2\text{O}_3 = 2 \times \text{Масса Fe} + 3 \times \text{Масса O} \]

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

\[ \text{Масса } \text{Fe}_2\text{O}_3 = 2 \times 55.85 + 3 \times 16 \]

Теперь, зная массу \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) и молекульное соотношение, можно вычислить массу водорода, необходимую для полного восстановления 40 г \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):

\[ \text{Масса } \text{H}_2 = \frac{\text{Масса } \text{Fe}_2\text{O}_3}{\text{Молекульное соотношение}} \]

\[ \text{Масса } \text{H}_2 = \frac{\text{Масса } \text{Fe}_2\text{O}_3}{1:3} \]

\[ \text{Масса } \text{H}_2 = \frac{\text{Масса } \text{Fe}_2\text{O}_3}{4} \]

Теперь подставим значения:

\[ \text{Масса } \text{H}_2 = \frac{2 \times 55.85 + 3 \times 16}{4} \]

Вычислите этот выражение, чтобы получить массу водорода, необходимую для восстановления 40 г \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \).