Вопрос школьника
Рассчитайте, хватит ли 23,2 г железной окалины Fe3O4 для получения а) 16,8 г железа; б) 22,4 г железа; в) 11,2 г железа; г) 10 г железа?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать химический расчет по уравнению реакции окисления железной окалины Fe3O4 до железа Fe.
Уравнение реакции:
Fe3O4 + 2С → 3Fe + 2CO2
Молярная масса Fe3O4 = 231,53 г/моль
Молярная масса Fe = 55,85 г/моль
а) Для получения 16,8 г железа необходимо рассчитать количество Fe3O4, которое содержит необходимое количество железа:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 16,8 г / 55,85 г/моль = 0,301 моль
n(Fe3O4) = n(Fe) / 3 = 0,301 моль / 3 = 0,100 моль
m(Fe3O4) = n(Fe3O4) × M(Fe3O4) = 0,100 моль × 231,53 г/моль = 23,15 г
Ответ: для получения 16,8 г железа необходимо 23,15 г железной окалины Fe3O4.
б) Аналогично рассчитываем количество Fe3O4 для получения 22,4 г железа:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 22,4 г / 55,85 г/моль = 0,401 моль
n(Fe3O4) = n(Fe) / 3 = 0,401 моль / 3 = 0,134 моль
m(Fe3O4) = n(Fe3O4) × M(Fe3O4) = 0,134 моль × 231,53 г/моль = 31,77 г
Ответ: для получения 22,4 г железа необходимо 31,77 г железной окалины Fe3O4.
в) Рассчитываем количество Fe3O4 для получения 11,2 г железа:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 11,2 г / 55,85 г/моль = 0,201 моль
n(Fe3O4) = n(Fe) / 3 = 0,201 моль / 3 = 0,067 моль
m(Fe3O4) = n(Fe3O4) × M(Fe3O4) = 0,067 моль × 231,53 г/моль = 15,53 г
Ответ: для получения 11,2 г железа необходимо 15,53 г железной окалины Fe3O4.
г) Рассчитываем количество Fe3O4 для получения 10 г железа:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 10 г / 55,85 г/моль = 0,179 моль
n(Fe3O4) = n(Fe) / 3 = 0,179 моль / 3 = 0,060 моль
m(Fe3O4) = n(Fe3O4) × M(Fe3O4) = 0,060 моль × 231,53 г/моль = 13,89 г
Ответ: для получения 10 г железа необходимо 13,89 г железной окалины Fe3O4.
