Сколько металла будет получено, если 19,72 л угарного газа пройдет через 90 г железной окалины с содержанием 80% Fe3O4?

Morskoy_Cvetok

18

Чтобы решить эту задачу, мы должны узнать, сколько граммов железной окалины содержит соединение Fe3O4, а затем найти массу металла Fe, который будет получен.

Шаг 1: Рассчитаем массу железной окалины, содержащейся в 90 г образца.

Масса Fe3O4 = содержание Fe3O4 в образце × масса образца
Масса Fe3O4 = 80% × 90 г

Масса Fe3O4 = 0,8 × 90 г = 72 г

Таким образом, масса железной окалины Fe3O4 составляет 72 г.

Шаг 2: Определим количество моль угарного газа (СО) в 19,72 л.

Используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), мы можем рассчитать количество молей газа.
n = PV/RT

где,
P = давление газа (стандартное давление 1 атм)
V = объем газа
R = универсальная газовая постоянная (0,0821 л × атм/моль × К)
T = температура газа (примем комнатную температуру 298 К)

n = (1 атм × 19,72 л) / (0,0821 л × атм/моль × К × 298 К)
n ≈ 0,811 моль

Шаг 3: Рассчитаем количество моль Fe3O4.

В уравнении химической реакции, соответствующей процессу протекания газа через железную окалину, соотношение между Fe3O4 и СО равно 1:3. Это означает, что на одну молекулу СО приходится три молекулы Fe3O4.

Следовательно, количество молей Fe3O4 = 3 × количество молей СО
Количество молей Fe3O4 = 3 × 0,811 моль ≈ 2,433 моль

Шаг 4: Рассчитаем массу металла Fe, который будет получен.

Молекулярная масса Fe3O4 = (масса Fe × количество атомов Fe) + (масса O × количество атомов O)
Молекулярная масса Fe3O4 = (55,85 г/моль × 3 атома Fe) + (16 г/моль × 4 атома O)
Молекулярная масса Fe3O4 ≈ 159,7 г/моль

Масса Fe = (масса Fe3O4 × количество молей Fe) / количество молей Fe3O4
Масса Fe = (159,7 г/моль × 2,433 моль) / 3 моль
Масса Fe ≈ 103,905 г

Таким образом, будет получено примерно 103,905 г металла Fe, если 19,72 л угарного газа пройдет через 90 г железной окалины с содержанием 80% Fe3O4.