Для решения задачи начнем с того, что приведем уравнение реакции:
[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O}
]
Согласно уравнению реакции, 3 молекулы водорода (H2) реагируют с 1 молекулой оксида железа (Fe2O3) и образуют 2 молекулы железа (Fe) и 3 молекулы воды (H2O).
- Определим количество молей водорода:
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Мы можем рассчитать количество молей водорода, используя объем.
[
n(H2) = \frac{V}{V_m} = \frac{6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.26786 \text{ моль}
]
- Определим, сколько железа образуется:
Согласно уравнению, 3 моль H2 дают 2 моль Fe. Для нахождения количества образованного железа используем стехиометрию реакции:
[
\frac{2 \text{ моль Fe}}{3 \text{ моль H2}} \implies \text{количество моль Fe} = n(H2) \cdot \frac{2}{3} = 0.26786 \cdot \frac{2}{3} \approx 0.17857 \text{ моль Fe}
]
- Рассчитаем массу полученного железа:
Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 55.85 г/моль:
[
m(Fe) = n(Fe) \cdot M(Fe) = 0.17857 \text{ моль} \cdot 55.85 \text{ г/моль} \approx 9.95 \text{ г}
]
Таким образом, максимальная масса железа, которую можно получить из 6 л водорода, составляет примерно 9.95 г.
