Какая формула у оксида железа, если для его восстановления 16 г требуется 6,72 л (н.у) оксида углерода (II)?

Morozhenoe_Vampir

57

Оксид железа, который образуется при взаимодействии с оксидом углерода (II), имеет химическую формулу Fe3O4 (триоксид железа) или FeO•Fe2O3.

Теперь давайте разберем, как мы можем определить формулу оксида железа на основе данной информации.

Для начала, определим количество вещества оксида углерода (II), требуемое для восстановления 16 г оксида железа. Восстановление означает превращение ионов железа Fe(III) в ионы железа Fe(II). Для этого требуется одинаковое количество электронов. Так как оксид углерода (II) (СO) является сильным восстановителем, он может отдать одинаковое количество электронов трем ионам железа Fe(III).

Для расчета количества вещества оксида углерода (II) воспользуемся уравнением Больцмана:

\[\text{моль} = \frac{\text{V}}{V_{m}}\]

где \(\text{моль}\) - количество вещества, \(\text{V}\) - объем в литрах, а \(V_{m}\) - молярный объем, равный 22,4 л.

Таким образом, для нахождения количества вещества оксида углерода (II), необходимо разделить его объем на молярный объем:

\[\text{моль CO} = \frac{6,72\ л}{22,4\ л/моль} = 0,3\ моль\]

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль оксида углерода (II) приходится 3 моля оксида железа. Следовательно, количество молей оксида железа можно найти, умножив количество молей оксида углерода (II) на 3:

\[\text{моль Fe3O4} = 0,3\ моль \times 3 = 0,9\ моль\]

Далее, уточним молярную массу оксида железа. Для этого сложим молярные массы атомов железа (Fe) и кислорода (O):

Масса Fe = 55,85 г/моль
Масса O = 16 г/моль

Масса Fe3O4 = (3 x масса Fe) + (4 x масса O) = (3 x 55,85 г/моль) + (4 x 16 г/моль) = 159,7 г/моль

Теперь мы можем рассчитать массу оксида железа на основе его количества вещества:

Масса Fe3O4 = кол-во вещества x молярная масса = 0,9 моль x 159,7 г/моль = 143,73 г

Таким образом, масса оксида железа Fe3O4, необходимая для его восстановления, составляет 143,73 г.