Для решения этой задачи нам нужно разобрать химическую реакцию, которая происходит между оксидом железа (III) и водородом.
Шаг 1: Записать уравнение реакции.
Оксид железа (III) имеет формулу (Fe_2O_3). Водород будет реагировать с ним, и в результате реакции образуются железо и вода. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O
]
Здесь видно, что 1 моль оксида железа (III) реагирует с 3 молями водорода и образует 3 моля воды.
Шаг 2: Найти количество вещества оксида железа (III).
Дано, что масса оксида железа ((Fe_2O_3)) составляет 480 кг. Чтобы найти количество вещества, переведем массу в граммы:
[
480 , \text{кг} = 480,000 , \text{г}
]
Теперь можем рассчитать количество вещества, используя молярную массу (Fe_2O_3).
Молярная масса (Fe_2O_3) рассчитывается следующим образом:
- Масса железа ((Fe)) = 55.85 г/моль (2 атома)
- Масса кислорода ((O)) = 16.00 г/моль (3 атома)
Молярная масса (Fe_2O_3):
[
M_{Fe_2O_3} = 2 \cdot 55.85 + 3 \cdot 16.00 = 111.70 + 48.00 = 159.70 , \text{г/моль}
]
Теперь можем найти количество вещества:
[
n_{Fe_2O_3} = \frac{m}{M} = \frac{480,000 , \text{г}}{159.70 , \text{г/моль}} \approx 3003.77 , \text{моль}
]
Шаг 3: Рассчитать количество водорода.
Согласно уравнению реакции, на 1 моль (Fe_2O_3) требуется 3 моля (H_2):
[
n_{H_2} = 3 \cdot n_{Fe_2O_3} = 3 \cdot 3003.77 \approx 9011.31 , \text{моль}
]
Шаг 4: Рассчитать объем водорода в нормальных условиях.
В нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л (или 0.0224 м³). Значит, объем водорода можно найти так:
[
V_{H_2} = n_{H_2} \cdot V_{m} = 9011.31 , \text{моль} \cdot 0.0224 , \text{м³/моль} \approx 201.0 , \text{м³}
]
Шаг 5: Рассчитать количество воды.
Согласно уравнению, на 1 моль (Fe_2O_3\) образуется 3 моля воды (H_2O). Следовательно,
[
n_{H_2O} = 3 \cdot n_{Fe_2O_3} = 3 \cdot 3003.77 \approx 9011.31 , \text{моль}
]
Шаг 6: Сводим результаты.
Таким образом:
- Объем водорода, необходимый для реакции: ( \approx 201.0 , \text{м³} )
- Количество вещества воды, образующееся в реакции: ( \approx 9011.31 , \text{моль} )
Если нужно больше информации или пояснений, пожалуйста, дайте знать!
