Какова масса железа, получившегося в результате восстановления 20 г оксида железа (III) углекислотой, если выход железа

Максимовна

64

Для решения данной задачи нам понадобится использовать знания о массовых соотношениях химических реакций и процессе восстановления.

Первым шагом будет запись уравнения реакции восстановления оксида железа (III) углекислотой:
\[Fe_2O_3 + 3CO_2 \rightarrow 2Fe + 3CO_2\]

Дано, что 20 г оксида железа (III) было восстановлено. Нам необходимо найти массу получившегося железа.
Из условия задачи также известно, что выход железа составил 80% от теоретического значения. Это означает, что реальная полученная масса железа составит 80% от теоретического значения.

Теоретическая масса железа может быть вычислена с использованием массовых соотношений в уравнении реакции. Из уравнения видно, что для образования 2 моль железа требуется 1 моль оксида железа (III). Следовательно, молярные соотношения между железом и оксидом железа равны 2:1.

Найдем мольную массу оксида железа (III) (\(Fe_2O_3\)). Масса одного моля оксида железа (III) равна сумме масс атомов в его формуле:
\[(2 \cdot 55,85) + (3 \cdot 16,00) = 159,69 \, \text{г/моль}\]

Далее, найдем количество молей оксида железа (III), используя его массу:
\[\text{моль} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{20}{159,69} \approx 0,125 \, \text{моль}\]

Исходя из мольного соотношения 2:1, получим количество молей железа:
\[\text{моль железа} = 2 \cdot 0,125 = 0,25 \, \text{моль}\]

Наконец, найдем массу железа:
\[\text{масса железа} = \text{моль железа} \cdot \text{молярная масса железа} = 0,25 \cdot 55,85 \approx 13,96 \, \text{г}\]

Таким образом, масса железа, полученная в результате восстановления 20 г оксида железа (III) углекислотой, составляет приблизительно 13,96 г.