Какой объём водорода потребуется для реакции замещения с 480 кг оксида железа(III) Fe2O3

Чтобы рассчитать объем водорода, необходимый для реакции с оксидом железа(III) Fe₂O₃, сначала необходимо написать уравнение реакции. В данной реакции водород восстанавливает оксид железа:

\[ Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O \]

Из уравнения видно, что 1 моль Fe₂O₃ реагирует с 3 молями H₂.

Теперь рассчитаем количество моль Fe₂O₃ в 480 кг:

1. Находим молярную массу Fe₂O₃:

   • Молярная масса Fe ≈ 55,85 г/моль (для двух атомов: 2 × 55,85 = 111,7 г/моль)
   • Молярная масса O ≈ 16 г/моль (для трех атомов: 3 × 16 = 48 г/моль)
   • Молярная масса Fe₂O₃ = 111,7 + 48 ≈ 159,7 г/моль

2. Переведем 480 кг в граммы:

   • 480 кг = 480000 г

3. Рассчитаем количество моль Fe₂O₃: \[ n(Fe_2O_3) = \frac{m}{M} = \frac{480000 \text{ г}}{159,7 \text{ г/моль}} \approx 3001,25 \text{ моль} \]

4. Теперь найдем, сколько моль водорода потребуется:

   • По уравнению реакции 1 моль Fe₂O₃ требует 3 моли H₂, следовательно: \[ n(H_2) = 3 \times n(Fe_2O_3) = 3 \times 3001,25 \approx 9003,75 \text{ моль} \]

5. Теперь рассчитаем объем водорода при нормальных условиях (н.у.): 1 моль газа занимает 22,4 л при н.у. \[ V(H_2) = n(H_2) \times V_{моль} = 9003,75 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 201000 \text{ л} \]

Таким образом, для реакции замещения с 480 кг оксида железа(III) Fe₂O₃ потребуется примерно 201000 литров водорода.