Давайте рассмотрим задачу, основанную на реакции металла с кислородом для получения оксида металла. Допустим, у нас есть железо (Fe) с известной массой и содержанием железа в нём.
Условие задачи:
У нас есть 50 г железа, которое содержит 90% чистого металла. Вопрос: какая масса всех продуктов реакции, если железо реагирует с кислородом (O₂) и образует оксид железа (Fe₂O₃)?
Определим массу чистого железа: \[ \text{Масса чистого железа} = 50 \, \text{г} \times 0.9 = 45 \, \text{г} \]
Запишем уравнение реакции: \[ 4 \, \text{Fe} + 3 \, \text{O}_2 \rightarrow 2 \, \text{Fe}_2\text{O}_3 \]
Теперь найдем молекулярные массы веществ:
- Молярная масса железа (Fe) = 55,85 г/моль
- Молярная масса оксида железа (Fe₂O₃) = 2 × 55,85 + 3 × 16 = 159,7 г/моль
Найдем, сколько моль железа у нас есть: \[ n(\text{Fe}) = \frac{45 \, \text{г}}{55,85 \, \text{г/моль}} \approx 0,805 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции определим, сколько моль оксида железа будет образовано. Для этого используем соотношение из уравнения:
- Из 4 моль Fe образуется 2 моль Fe₂O₃. Значит, \[ n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 0,805 \, \text{моль Fe} \times \frac{2 \, \text{моль Fe}_2\text{O}_3}{4 \, \text{моль Fe}} = 0,4025 \, \text{моль Fe}_2\text{O}_3 \]
Теперь найдем массу образовавшегося оксида железа: \[ \text{Масса}(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 0,4025 \, \text{моль} \times 159,7 \, \text{г/моль} \approx 64,24 \, \text{г} \]
Масса всех продуктов реакции: Образуется только оксид железа, так что общая масса продуктов реакции будет равна массе образовавшегося оксида: \[ \text{Масса продуктов} = 64,24 \, \text{г} \]
Ответ: При реакции 45 г железа с кислородом получится приблизительно 64,24 г оксида железа (Fe₂O₃).
