Для вычисления массы оксида железа (феррум II, кислород III), который необходимо взять для восстановления железа массой 20 г углем, необходимо использовать уравнение реакции:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO} \]
В этом уравнении 1 моль оксида железа (Fe₂O₃) восстанавливается с помощью 3 молей угля (C) с образованием 2 моль железа (Fe).
Выясняем, сколько моль железа в 20 г:
- Молярная масса железа (Fe) примерно равна 55.85 г/моль.
- Количество молей железа: \[ n_{\text{Fe}} = \frac{20 \text{ г}}{55.85 \text{ г/моль}} \approx 0.358 \text{ моль} \]
Определяем, сколько моль Fe₂O₃ нужно для получения 0.358 моль Fe:
- По уравнению реакции, 2 моль Fe образуются из 1 моля Fe₂O₃, следовательно: \[ n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = \frac{0.358 \text{ моль Fe}}{2} \approx 0.179 \text{ моль Fe}_2\text{O}_3 \]
Вычисляем массу оксида железа Fe₂O₃:
- Молярная масса Fe₂O₃ (2 \times 55.85 г/моль + 3 \times 16.00 г/моль) составляет примерно 159.7 г/моль. \[ m_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} \times M_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 0.179 \text{ моль} \times 159.7 \text{ г/моль} \approx 28.59 \text{ г} \]
Таким образом, для восстановления 20 г железа углем потребуется примерно 28.59 г оксида железа Fe₂O₃.
