Для получения 15 г железа из оксида железа (3) алюминотермическим путем, сколько граммов алюминия нужно взять?
Для получения 15 г железа из оксида железа (3) алюминотермическим путем, сколько граммов алюминия нужно взять? Пожалуйста, предоставьте подробное решение.
Galina 49
Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать стехиометрию и молярные массы веществ. Степень окисления железа в оксиде Fe3O4 составляет +2.5. Мы будем использовать это значение, чтобы найти соотношение между молями алюминия и молями железа.1. Найдем молярную массу оксида железа (Fe3O4). Молярная масса Fe равна 55.845 г/моль, а молярная масса O равна 16.00 г/моль. Оксид железа состоит из 3 атомов железа и 4 атомов кислорода, поэтому молярная масса оксида железа равна:
\[3 \times 55.845 + 4 \times 16.00 = 231.552 \, \text{г/моль}\]
2. Теперь найдем количество молей железа, которое нам необходимо получить. Масса железа равна 15 г. Для этого воспользуемся формулой:
\[n_{\text{Fe}} = \frac{m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}}\]
где \(n_{\text{Fe}}\) - количество молей железа, \(m_{\text{Fe}}\) - масса железа, а \(M_{\text{Fe}}\) - молярная масса железа.
\[n_{\text{Fe}} = \frac{15}{55.845} \approx 0.268 \, \text{моль}\]
3. Так как соотношение между алюминием и железом составляет 2:3 по молям, то нам нужно умножить количество молей железа на соотношение:
\[n_{\text{Al}} = \frac{2}{3} \times n_{\text{Fe}}\]
\[n_{\text{Al}} = \frac{2}{3} \times 0.268 \approx 0.179 \, \text{моль}\]
4. Наконец, найдем массу алюминия. Используем формулу:
\[m_{\text{Al}} = n_{\text{Al}} \times M_{\text{Al}}\]
где \(m_{\text{Al}}\) - масса алюминия, \(n_{\text{Al}}\) - количество молей алюминия, а \(M_{\text{Al}}\) - молярная масса алюминия. Молярная масса алюминия равна 26.98 г/моль.
\[m_{\text{Al}} = 0.179 \times 26.98 \approx 4.83 \, \text{г}\]
Таким образом, для получения 15 г железа оксида железа (Fe3O4) алюминотермическим путем, необходимо взять около 4.83 г алюминия.