Вычислите массу (кт) железа, которую можно получить при восстановлении угарным газом образца оксида железа(III) массой 215 кг, если в указанном образце содержится 7% примеси…

Давайте решим задачу пошагово и подробно, чтобы понять процесс.

Дано:

• Масса образца оксида железа(III) (Fe₂O₃): 215 кг
• Примесь — оксид меди(II) (CuO): 7% от всей массы
• Нужно найти массу чистого железа (Fe), которое можно получить при восстановлении.

Шаг 1. Определить массу чистого оксида железа(III)

Масса примеси — оксида меди(II):
\[ m_{\text{примесь}} = 7\% \times 215\, \text{кг} = 0{,}07 \times 215\, \text{кг} = 15{,}05\, \text{кг} \]

Масса оксида железа(III):
\[ m_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 215\, \text{кг} - 15{,}05\, \text{кг} = 199{,}95\, \text{кг} \]

Шаг 2. Определить содержание железа в оксиде Fe₂O₃

Молярные массы:

• Fe: 55,85 г/моль
• O: 16 г/моль

Молярная масса Fe₂O₃:
\[ (2 \times 55,85) + (3 \times 16) = 111,7 + 48 = 159,7\, \text{г/моль} \]

Масса железа в 1 моль Fe₂O₃:
\[ 2 \times 55,85\, \text{г} = 111,7\, \text{г} \]

Массовая доля железа в оксиде:
\[ \frac{111,7\, \text{г}}{159,7\, \text{г}} \approx 0{,}7\, \text{или}\, 70\% \]

Шаг 3. Вычислить массу железа в образце

Масса железа в оксиде:
\[ m_{\text{Fe в Fe}_2\text{O}_3} = 0{,}7 \times 199{,}95\, \text{кг} \approx 139{,}97\, \text{кг} \]

Шаг 4. Реакция восстановления оксида железа(III) до железа

Общая схема реакции (при восстановлении угарным газом):
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \]

Из неё видно:

• 1 молекула Fe₂O₃ содержит 2 молекулы Fe.
• Масса железа в 1 моль Fe₂O₃ — 111,7 г, а его масса в 2 моль — 2 × 55,85 г = 111,7 г (подтверждает долю, которую мы нашли).

Таким образом, по закону сохранения массы и стехиометрии:

Масса железа, которое можно получить из полного восстановления:

Масса железа равна массе содержания железа в исходном оксиде, поскольку железо полностью высвободится при восстановлении. Значит:
\[ m_{\text{железа}} \approx 139{,}97\, \text{кг} \]

Ответ:

Масса железа, которую можно получить — примерно 140 кг.

Если есть вопросы или требуется более детальное объяснение — обращайтесь!