Сколько углерода требуется для полного восстановления 696 т магнитного железника Fe3O4, чтобы получить оксид углерода?

Putnik_S_Zvezdoy_1298

65

Для решения данной задачи нам необходимо знать химическую формулу магнитного железника Fe3O4 и оксида углерода, а также уравнение реакции восстановления.

Магнитный железник Fe3O4 состоит из 3 атомов железа (Fe) и 4 атомов кислорода (O). Оксид углерода имеет химическую формулу CO.

Уравнение реакции восстановления можно записать следующим образом:
\[3Fe3O4 + xC -> 9Fe + 4CO\]

В данном уравнении стехиометрический коэффициент x перед С указывает, сколько молекул углерода требуется для полного восстановления магнитного железника Fe3O4.

Для решения задачи нам необходимо найти количество углерода (C), поэтому нам необходимо найти величину коэффициента x.

Для начала найдем количество атомов железа в магнитном железнике Fe3O4.
Молярная масса железника Fe3O4 составляет:
\[A_{Fe3O4} = (3 \cdot A_{Fe}) + (4 \cdot A_{O})\]

Здесь \(A_{Fe}\) - атомная масса железа, а \(A_{O}\) - атомная масса кислорода. Найдем эти значения:

\[A_{Fe} = 55.85 \, \text{г/моль}, \quad A_{O} = 16.00 \, \text{г/моль}\]

Подставляя значения атомных масс, получим:

\[A_{Fe3O4} = (3 \cdot 55.85) + (4 \cdot 16.00) = 231.4 \, \text{г/моль}\]

Теперь нам необходимо найти молярную массу углерода (C), которая составляет:

\[A_C = 12.01 \, \text{г/моль}\]

Чтобы найти количество углерода (C) для полного восстановления магнитного железника Fe3O4, мы можем использовать соотношение между мольной массой и количеством вещества:

\[\text{Количество углерода} = \left( \frac{696 \, \text{тонн}}{A_{Fe3O4}} \right) \cdot (x \cdot A_C)\]

где \(\frac{696 \, \text{тонн}}{A_{Fe3O4}}\) - это количество моль магнитного железника Fe3O4, а \(x \cdot A_C\) - количество моль углерода (C).

Подставляя значения, получаем:

\[\text{Количество углерода} = \left( \frac{696 \, \text{тонн}}{231.4 \, \text{г/моль}} \right) \cdot (x \cdot 12.01)\]

Решим это уравнение для неизвестного коэффициента x:

\[x = \frac{\text{Количество углерода}}{(696 \, \text{тонн} / 231.4 \, \text{г/моль}) \cdot 12.01}\]

Теперь мы можем вычислить значение x и, следовательно, найти количество углерода, необходимое для полного восстановления магнитного железника Fe3O4.