Question

При восстановлении 23,2 г смеси оксида железа 2 и оксида железа 3 с водородом образовалось 7,2 г воды. Определите состав смеси (%).

Answer 1

FeO + H2 = Fe + H2O          (1)
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O (2)
n общ.(H2O) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{7,2}{18}$ = 0,4 моль
Пусть n(H2O) в втором уравнении (2) - x моль, тогда n(H2O) в первом уравнении - (0,4 - x) моль. 
n(H2O)(1) = n(FeO) = 0,4 - x моль
n(H2O)(2) : n(Fe2O3) = 3 : 1 
n(Fe2O3) $\frac{n(H2O)}{3}$ = $\frac{x}{3}$ моль
m = M*n 
m(FeO) = 72(0,4 - x) = 28,8 - 72x  г
m(Fe2O3) = $\frac{160x}{3}$ г 
m(FeO) + m(Fe2O3) = 23,2 г
28,8 - 72x + $\frac{160x}{3}$ = 23,2 
-72x + $\frac{160x}{3}$ = 23,2 - 28,8 
-72x + $\frac{160x}{3}$ = -5,6 (умножаем на 3)
-216x + 160x = -16,8 
-56x = -16,8 
x = 0,3 
m(Fe2O3) = $\frac{160*0,3}{3}$ = 16 г
m(FeO) = 72(0,4-0,3) = 72*0,1 = 7,2 г
w = m вещества/m смеси   *100% 
w(FeO) = $\frac{7,2}{23,2}$ * 100% = 31%
w(Fe2O3) = $\frac{16}{23,2}$ * 100% = 69%
Ответ: w(FeO) = 31%
           w(Fe2O3) = 69%

Answer 2

Для определения состава смеси оксида железа 2 (FeO) и оксида железа 3 (Fe2O3) воспользуемся законом сохранения массы.

Пусть масса FeO в смеси равна x г, а масса Fe2O3 равна (23,2 - x) г.

При реакции с водородом образуется 7,2 г воды. Учитывая, что масса водорода равна массе воды (H2O), можно записать следующее уравнение реакции:

FeO + H2 → Fe + H2O

Масса FeO в воде равна x г, а масса Fe2O3 в воде равна (23,2 - x) г.

Масса кислорода в воде равна разности массы воды и суммы масс FeO и Fe2O3:

Масса кислорода = 7,2 г - (x г + (23,2 - x) г) = 7,2 г - 23,2 г + x г - x г = -16 г

Так как масса кислорода не может быть отрицательной, мы делаем вывод, что данная реакция невозможна. Возможно, в условии присутствует ошибка.

Таким образом, невозможно определить состав смеси FeO и Fe2O3 в процентах на основе предоставленных данных.