Сколько массы Fe3 оксида нужно для реакции с 29,4 г сульфатной кислоты?

Оса

24

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать уравнение реакции и закон сохранения массы. Давайте начнем с записи уравнения реакции:

\[Fe_3O_4 + H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + H_2O\]

Уравнение показывает, что одна молекула Fe3O4 (оксида железа) реагирует с одной молекулой H2SO4 (сульфатной кислоты) и образует одну молекулу Fe2(SO4)3 (сульфата железа) и одну молекулу H2O (воды).

Задача требует вычисления массы Fe3O4, необходимой для реакции с 29,4 г сульфатной кислоты. Для этого нам необходимо применить концепцию стехиометрии, которая изучает отношения между реагентами и продуктами в химической реакции.

1. Найдем молярную массу сульфатной кислоты (H2SO4). Молярная масса H2SO4 равна сумме массы каждого атома:
Молярная масса H2SO4 = (2 * масса H) + (1 * масса S) + (4 * масса O)
Молярная масса H2SO4 = (2 * 1.01 г/моль) + (1 * 32.07 г/моль) + (4 * 16.00 г/моль)
Молярная масса H2SO4 = 98.09 г/моль

2. Теперь переведем заданную массу сульфатной кислоты в моль, используя ее молярную массу и формулу связи:

\( \text{моль} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} \)
\( \text{моль} = \frac{29.4 \, \text{г}}{98.09 \, \text{г/моль}} \approx 0.30 \, \text{моль} \)

3. Исходя из уравнения реакции, мы видим, что соотношение между Fe3O4 и H2SO4 равно 1:1. Это означает, что для 0.30 моль сульфатной кислоты потребуется также 0.30 моль Fe3O4.

4. Найдем массу Fe3O4, используя его молярную массу:

\( \text{масса} = \text{моль} \times \text{молярная масса} \)
\( \text{масса} = 0.30 \, \text{моль} \times \text{молярная масса Fe3O4} \)

Известно, что молярная масса Fe3O4 равна сумме массы каждого атома:
Молярная масса Fe3O4 = (3 * масса Fe) + (4 * масса O)
Молярная масса Fe3O4 = (3 * 55.85 г/моль) + (4 * 16.00 г/моль)
Молярная масса Fe3O4 = 231.52 г/моль

Теперь мы можем вычислить массу Fe3O4:
\( \text{масса} = 0.30 \, \text{моль} \times 231.52 \, \text{г/моль} \approx 69.46 \, \text{г} \)

Таким образом, чтобы реакция прошла полностью с 29,4 г сульфатной кислоты, необходимо 69,46 г Fe3O4.