Чтобы рассчитать массу хлороводорода (HCl), которая может вступить в реакцию с оксидом железа (Fe₂O₃), нужно сначала понять, какая реакция происходит между газом HCl и оксидом железа.
Стандартная реакция между хлороводородом и оксидом железа (III) (Fe₂O₃) выглядит так:
[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 6 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{FeCl}_3 + 3 \text{H}_2\text{O}
]
Теперь у нас есть 80 г Fe₂O₃, но учитываем, что в нем содержится 5% примесей. Для начала определим массу чистого Fe₂O₃:
[
\text{Масса чистого Fe}_2\text{O}_3 = 80 , \text{г} \times (1 - 0.05) = 80 , \text{г} \times 0.95 = 76 , \text{г}
]
Теперь найдем молекулярную массу Fe₂O₃:
- Атомная масса железа (Fe) = 55,85 г/моль
- Атомная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль
Масса Fe₂O₃:
[
\text{Масса Fe}_2\text{O}_3 = (2 \times 55.85) + (3 \times 16.00) = 111.7 + 48.00 = 159.7 , \text{г/моль}
]
Теперь можем найти количество молей чистого Fe₂O₃:
[
n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{76 , \text{г}}{159.7 , \text{г/моль}} \approx 0.475 , \text{моль}
]
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Fe₂O₃ требуется 6 моль HCl. Значит, нам нужно:
[
n(\text{HCl}) = 0.475 , \text{моль} \times 6 = 2.85 , \text{моль}
]
Теперь найдем массу HCl, учитывая, что его молекулярная масса составляет 36.5 г/моль (ат. масса H = 1 г/моль + ат. масса Cl = 35.5 г/моль):
[
\text{Масса HCl} = n(\text{HCl}) \times \text{молярная масса HCl} = 2.85 , \text{моль} \times 36.5 , \text{г/моль} \approx 104.775 , \text{г}
]
Таким образом, масса хлороводорода, которая может вступить в реакцию с 80 г оксида железа, содержащего 5% примесей, составляет примерно 104.78 г.
