Чтобы решить эту задачу, начнем с уравнения реакции восстановления оксида железа (III) с помощью углерода:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \]
Из уравнения видно, что из одного моля \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) получается 2 моль железа (\( \text{Fe} \)).
Сначала найдем молярную массу железа и оксида железа.
- Молярная масса \( \text{Fe} \): приближенно 56 г/моль.
- Молярная масса \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):
- \( 2 \times 56 \, \text{г/моль (Fe)} + 3 \times 16 \, \text{г/моль (O)} = 112 + 48 = 160 \, \text{г/моль} \)
Теперь определим, сколько моль железа мы получили:
- Масса железа \( \text{Fe} = 28 \, \text{г} \)
- Число моль железа: \[ n(\text{Fe}) = \frac{m}{M} = \frac{28 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} \]
Соответствующее количество моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):
- Из уравнения видно, что на каждые 2 моль \( \text{Fe} \) требуется 1 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \).
- Таким образом: \[ n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{0.5}{2} = 0.25 \, \text{моль} \]
Находим массу \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \): \[ m(\text{Fe}_2\text{O}_3) = n \times M = 0.25 \, \text{моль} \times 160 \, \text{г/моль} = 40 \, \text{г} \]
Таким образом, для получения 28 г железа было использовано 40 г оксида железа (\( \text{Fe}_2\text{O}_3 \)).
