Рассчитать массу серной кислоты, которая потребуется для растворения оксида железа (3), если в результате реакции образуется сульфат железа (3) и вода
Для решения этой задачи нам нужно понять химическую реакцию между серной кислотой (H₂SO₄) и оксидом железа (III) (Fe₂O₃). В результате реакции образуется сульфат железа (III) (Fe₂(SO₄)₃) и вода (H₂O). Давайте рассмотрим, как можно рассчитать требуемую массу серной кислоты.
Шаг 1: Записать уравнение реакции
Реакция между оксидом железа (III) и серной кислотой можно записать следующим образом:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 3 \text{H}_2\text{O} \]
Шаг 2: Определить мольную массу веществ
Теперь определим мольные массы всех участвующих веществ:
Молярная масса \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):
- Железо (Fe): 55.85 г/моль, 2 железа → 111.7 г/моль
- Кислород (O): 16.00 г/моль, 3 кислорода → 48.00 г/моль
- Итого: 111.7 + 48.0 = 159.7 г/моль
Молярная масса \( \text{H}_2\text{SO}_4 \):
- Водород (H): 1.01 г/моль, 2 водорода → 2.02 г/моль
- Сера (S): 32.07 г/моль
- Кислород (O): 16.00 г/моль, 4 кислорода → 64.00 г/моль
- Итого: 2.02 + 32.07 + 64.00 = 98.09 г/моль
Молярная масса \( \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \):
- \( \text{Fe}_2 \): 2 * 55.85 = 111.7 г/моль
- \( \text{SO}_4 \): 32.07 + 4 * 16.00 = 96.07 г/моль, умножаем на 3 → 288.21 г/моль
- Итого: 111.7 + 288.21 = 399.91 г/моль
Шаг 3: Соотношение реагентов
Согласно уравнению реакции, 1 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) реагирует с 3 молями \( \text{H}_2\text{SO}_4 \). Это значит, что для растворения 1 моля \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) необходимо 3 моль \( \text{H}_2\text{SO}_4 \).
Шаг 4: Расчет массы серной кислоты
Теперь, чтобы рассчитать массу серной кислоты, воспользуемся следующим соотношением:
- Если 3 моль \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) = 3 * 98.09 г = 294.27 г
Шаг 5: Ответ
Итак, для растворения 1 моля оксида железа (III) (Fe₂O₃) требуется 294.27 г серной кислоты (H₂SO₄).
Таким образом, чтобы растворить оксид железа (III), нам понадобится 294.27 г серной кислоты.
