Вычислите массу железа и объём кислорода необходимых для получения 5,8 г железной окалина

Для решения задачи начнем с закономерностей, связанных с химическими реакциями между железом и кислорода, а также используем закон сохранения массы.

Железная окалина (Fe₃O₄) образуется в результате реакции железа и кислорода. При этом у нас имеется состав Fe₃O₄, состоящий из железа и кислорода. Чтобы вычислить массу железа и объем кислорода, необходимый для получения 5,8 г железной окалины, нам нужно воспользоваться соотношениями в химической формуле.

1. Вычисление молекулярной массы Fe₃O₄:

   • Масса железа (Fe) ≈ 55,85 г/моль.
   • Масса кислорода (O) ≈ 16,00 г/моль.
   • Молекулярная масса Fe₃O₄ = (3 × 55,85) + (4 × 16,00) = 167,55 + 64,00 = 231,55 г/моль.

2. Расчет количества вещества Fe₃O₄:

   • Используем формулу: n = m/M, где n — количество вещества в молях, m — масса, M — молярная масса.
   • n(Fe₃O₄) = 5,8 г / 231,55 г/моль ≈ 0,025 под.

3. Определение массы железа и кислорода:

   • В одной молекуле Fe₃O₄ содержится 3 атома Fe и 4 атома O. Поэтому соотношение масс следующее:
   • Масса железа в 1 моле Fe₃O₄: m(Fe) = 3 × 55,85 = 167,55 г.
   • Масса кислорода в 1 моле Fe₃O₄: m(O) = 4 × 16,00 = 64,00 г.
   • Общее количество вещества составляет 231,55 г (Fe₃O₄), таким образом:
     • Масса железа в 5,8 г Fe₃O₄: m(Fe) = (5,8 г × 167,55 г) / 231,55 г ≈ 4,13 г.
     • Масса кислорода в 5,8 г Fe₃O₄: m(O) = (5,8 г × 64,00 г) / 231,55 г ≈ 1,67 г.

4. Расчет объема кислорода:

   • Используем плотность кислорода (ρ) ≈ 1,429 г/л.
   • Объем кислорода (V) = m / ρ.
   • V(O₂) = 1,67 г / 1,429 г/л ≈ 1,17 л.

Таким образом, для получения 5,8 г железной окалины вам понадобится примерно 4,13 г железа и 1,17 литра кислорода.