Какой объем (при нормальных условиях) кислорода потребуется для полного сгорания смеси, содержащей 6% массовой доли

Михайловна

67

Для решения данной задачи, нам понадобятся информация о молярных массах железа (Fe), магния (Mg) и кислорода (O₂), а также знание о составе смеси.

Сначала найдем молярную массу железа, магния и кислорода. Молярная масса – это масса одного моля вещества и измеряется в граммах на моль (г/моль). Молярные массы известны следующим образом:

Молярная масса железа (Fe) = 55,845 г/моль
Молярная масса магния (Mg) = 24,305 г/моль
Молярная масса кислорода (O₂) = 32 г/моль

Затем рассчитаем массовую долю каждого элемента в смеси. Массовая доля – это отношение массы данного элемента к общей массе смеси, выраженное в процентах.

Из условия задачи известно, что смесь содержит 6% массовой доли железа и порошок магния. Предположим, что смесь имеет массу 100 г. Тогда:

Масса железа = 6% * 100 г = 6 г
Масса магния = 100 г - 6 г = 94 г

Теперь мы можем рассчитать количество вещества каждого элемента с использованием массового процента и молярной массы:

Количество вещества железа = Масса железа / Молярная масса железа
Количество вещества магния = Масса магния / Молярная масса магния

Таким образом:

Количество вещества железа = 6 г / 55,845 г/моль
Количество вещества магния = 94 г / 24,305 г/моль

Далее решим уравнение сгорания для определения количества кислорода, необходимого для полного сгорания смеси.

Согласно уравнению сгорания:
4Fe + 3O₂ -> 2Fe₂O₃
2Mg + O₂ -> 2MgO

Из уравнения видно, что для полного сгорания одной молекулы железа (Fe) необходимо три молекулы кислорода (O₂). Но так как мы имеем массы, а не молекулы, нужно перевести количество вещества каждого элемента в количество молекул. Воспользуемся соотношением:

Количество молекул O₂ = Количество вещества O₂ * 6.022 × 10²³ молекул/моль

Теперь мы можем рассчитать, сколько кислорода нужно для сгорания каждого элемента:

Количество кислорода для сгорания железа = Количество вещества железа * 3
Количество кислорода для сгорания магния = Количество вещества магния

Итак, общее количество кислорода, необходимого для полного сгорания смеси, будет равно:

Общее количество кислорода = Количество кислорода для сгорания железа + Количество кислорода для сгорания магния

Подставим рассчитанные значения в данное уравнение и произведем вычисления:

Общее количество кислорода = (Количество вещества железа * 3) + Количество вещества магния

Таким образом, мы можем рассчитать требуемый объем кислорода при нормальных условиях (обычно измеряется в литрах). При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра.

Объем кислорода = Общее количество кислорода * 22,4 л/моль

Из вычисленного значения можно получить ответ на задачу. При решении необходимо учесть, что масса смеси составляет 100 г, но мы можем привести ответ к произвольной массе смеси, выбрав любое значение.