Вопрос школьника
Какую массу железа надо взять, чтобы получить 116 г железной окалины Fe3O4? Какая масса кислорода будет израсходована в этой реакции?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо знать химическую формулу железной окалины Fe3O4 и уравнение реакции ее получения.
Химическая формула железной окалины Fe3O4 указывает на то, что она состоит из трех атомов железа (Fe) и четырех атомов кислорода (O). Таким образом, молярная масса Fe3O4 равна сумме молярных масс трех атомов железа и четырех атомов кислорода:
Fe3O4 = 3Fe + 4O
Молярная масса Fe3O4 = 3 x молярная масса Fe + 4 x молярная масса O
Молярная масса Fe3O4 = 3 x 55,85 г/моль + 4 x 16 г/моль
Молярная масса Fe3O4 = 231,4 г/моль
Теперь мы можем использовать молярную массу Fe3O4 для расчета массы железа, необходимой для получения 116 г железной окалины:
Масса железа = масса Fe3O4 x (молярная масса Fe / молярная масса Fe3O4) x (116 г / молярная масса Fe3O4)
Масса железа = 231,4 г/моль x (55,85 г/моль / 231,4 г/моль) x (116 г / 231,4 г/моль)
Масса железа = 28,3 г
Таким образом, для получения 116 г железной окалины Fe3O4 необходимо взять 28,3 г железа.
Чтобы определить массу кислорода, израсходованного в этой реакции, необходимо знать уравнение реакции ее получения. Реакция получения железной окалины Fe3O4 происходит путем окисления железа Fe кислородом O2:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Fe2O3 + Fe → Fe3O4
Из уравнения реакции видно, что для получения одной моли Fe3O4 необходимо 3 моли кислорода O2. Таким образом, масса кислорода, израсходованного в этой реакции, может быть рассчитана следующим образом:
Масса O2 = (масса Fe3O4 / молярная масса Fe3O4) x (3 моль O2 / 1 моль Fe3O4) x (32 г/моль)
Масса O2 = (116 г / 231,4 г/моль) x (3 моль O2 / 1 моль Fe3O4) x (32 г/моль)
Масса O2 = 48 г
Таким образом, для получения 116 г железной окалины Fe3O4 израсходуется 48 г кислорода O2.
