Какой объём водорода (н. у.) потребуется для реакции замещения с 480 кг окси- да железа (III) Fe2O3? Какое количество вещества воды образуется при этом? Учтите, что в условии…

Для начала, следует написать уравнение реакции замещения между оксидом железа (III) \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) и водородом \( \text{H}_2 \):

\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2 \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{H}_2\text{O} \]

Теперь рассчитаем количество вещества оксида железа (III) \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \). Мы знаем, что его молярная масса составляет:

• Железо (Fe) = 55.85 г/моль
• Кислород (O) = 16.00 г/моль

Сначала рассчитаем молярную массу \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):

\[ M(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 2 \times 55.85 + 3 \times 16.00 = 111.70 + 48.00 = 159.70 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем количество вещества \( n \) в 480 кг \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):

\[ 480 \, \text{кг} = 480000 \, \text{г} \]

\[ n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{m}{M} = \frac{480000 \, \text{г}}{159.70 \, \text{г/моль}} \approx 3002.51 \, \text{моль} \]

Согласно уравнению реакции, чтобы 1 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) реагировал, требуется 3 моли \( \text{H}_2 \). Следовательно, для 3002.51 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) нам потребуется:

\[ n(\text{H}_2) = 3 \times n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 3 \times 3002.51 \approx 9007.53 \, \text{моль} \]

Теперь рассчитаем объем водорода \( \text{H}_2 \) при нормальных условиях. По закону авогадро, 1 моль газа занимает 22.4 литра при нормальных условиях (н. у.). Таким образом, объём водорода составит:

\[ V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times 22.4 \, \text{л} = 9007.53 \times 22.4 \, \text{л} \approx 201,974.25 \, \text{л} \]

Переведем этот объем в кубические метры:

\[ V(\text{H}_2) \approx 201.97 \, \text{м}^3 \]

Теперь рассчитаем количество вещества воды \( \text{H}_2\text{O} \), которое будет образовано в результате реакции. Согласно уравнению реакции, образуется 3 моль \( \text{H}_2\text{O} \) на 1 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \). Следовательно, для 3002.51 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):

\[ n(\text{H}_2\text{O}) = 3 \times n(\text{Fe}_2\text{O}_3) \approx 3 \times 3002.51 \approx 9007.53 \, \text{моль} \]

Таким образом, для реакции замещения с 480 кг \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) потребуется приблизительно 201.97 м³ водорода, и будет образовано 9007.53 моль воды.