Каково количество вещества и масса оксида железа (III), требующихся для реакции с серной кислотой, чтобы получить

Pushok_1987

53

Для решения данной задачи нам необходимо распознать соответствующую химическую реакцию и использовать химические уравнения и стехиометрию.

Химическое уравнение реакции между оксидом железа (III) и серной кислотой выглядит следующим образом:

\[\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{H}_2\text{O}\]

Из уравнения мы видим, что между молекулами Fe2O3 и H2SO4 существует соотношение 1:3. То есть, чтобы полностью прореагировало 1 моль Fe2O3, нам понадобится 3 моля H2SO4.

Далее, нам дано, что масса сульфата железа (III) составляет 50 г. Чтобы вычислить количество вещества Fe2(SO4)3 и массу Fe2O3, мы должны знать их молярные массы.

Молярная масса Fe2(SO4)3 равна сумме массы двух атомов железа (Fe) и массы трех группы SO4:
\[ 2 \cdot \text{молярная масса Fe} + 3 \cdot \text{молярная масса SO4} \]
Уточняем молярные массы:
\[ \text{Молярная масса Fe} = 55.845 \, \text{г/моль} \]
\[ \text{Молярная масса S} = 32.06 \, \text{г/моль} \]
\[ \text{Молярная масса O} = 16.00 \, \text{г/моль} \]
Поскольку в группе SO4 содержится 3 атома O, то:
\[ \text{Молярная масса SO4} = \text{Молярная масса S} + 4 \cdot \text{Молярная масса O} \]
Теперь нам нужно вычислить молярную массу Fe2(SO4)3. Подставляем известные значения:
\[ \text{Молярная масса Fe2(SO4)3} = 2 \cdot \text{Молярная масса Fe} + 3 \cdot (\text{Молярная масса S} + 4\cdot \text{Молярная масса O}) \]

Теперь, с помощью полученной молярной массы Fe2(SO4)3, мы можем вычислить количество вещества (в молях) данного вещества с помощью формулы:

\[ \text{Количество вещества} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} \]

Итак, вычисляем количество вещества Fe2(SO4)3:
\[ \text{Количество вещества Fe2(SO4)3} = \frac{50 \, \text{г}}{\text{Молярная масса Fe2(SO4)3}} \]

Теперь, зная соотношение между Fe2O3 и Fe2(SO4)3 из химического уравнения, мы можем вычислить количество вещества Fe2O3:

\[ \text{Количество вещества Fe2O3} = \frac{\text{Количество вещества Fe2(SO4)3}}{1} \]

Наконец, чтобы вычислить массу Fe2O3, мы используем формулу:

\[ \text{Масса} = \text{Количество вещества} \cdot \text{Молярная масса} \]

Давайте вычислим значения.

Сперва рассчитаем молярную массу Fe2(SO4)3:
\[ \text{Молярная масса Fe2(SO4)3} = 2 \cdot 55.845 + 3 \cdot (32.06 + 4 \cdot 16.00) \]

Теперь вычислим количество вещества Fe2(SO4)3:
\[ \text{Количество вещества Fe2(SO4)3} = \frac{50}{\text{Молярная масса Fe2(SO4)3}} \]

Теперь вычислим количество вещества Fe2O3:
\[ \text{Количество вещества Fe2O3} = \frac{\text{Количество вещества Fe2(SO4)3}}{1} \]

Наконец, вычислим массу Fe2O3:
\[ \text{Масса Fe2O3} = \text{Количество вещества Fe2O3} \cdot \text{Молярная масса Fe2O3} \]

Теперь, зная значения всех необходимых величин, мы можем решить задачу и получить итоговый ответ.