Давайте подробно решим задачу по химии, чтобы понять, как найти массу железа при восстановлении оксида железа(III) угарным газом.
Дано:
- Масса образца оксида железа(III) (Fe₂O₃): 215 кг
- Примесь оксида меди (II) (CuO): 7%
- Требуется найти массу полученного железа (Fe)
Шаг 1. Разобьем образец на чистый оксид железа и примесь
Общая масса: 215 кг
Примесь медного оксида составляет 7%, значит:
[
\text{Масса CuO} = 215 \times \frac{7}{100} = 15.05 \text{ кг}
]
Масса чистого оксида железа(III):
[
\text{Масса Fe}_2\text{O}_3 = 215 - 15.05 = 199.95 \text{ кг}
]
Шаг 2. Определим массу чистого Fe₂O₃, подлежащего восстановлению
Для расчетов будем использовать только массу чистого Fe₂O₃ — 199.95 кг.
Шаг 3. Восстановление оксида железа до железа
Рекомендуемый уравнение реакции:
[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{CO} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO}_2
]
Из этого уравнения видно:
- 1 моль Fe₂O₃ дает 2 моль Fe.
- Восстановление происходит полностью, и, следовательно, по массе, из 1 моль Fe₂O₃ получится 2 моль железа.
Шаг 4. Рассчитаем молярные массы веществ
Шаг 5. Определим массу железа, которое получится
Из уравнения видно, что:
- 159.7 г Fe₂O₃ дает 2 × 55.85 г = 111.7 г Fe.
Теперь найдем массное соотношение:
[
\text{Масса Fe} = \text{Масса Fe}_2\text{O}_3 \times \frac{2 \times 55.85}{159.7}
]
Подставим числа:
[
\text{Масса Fe} = 199.95 \text{ кг} \times \frac{111.7}{159.7}
]
Выполним вычисление:
[
\frac{111.7}{159.7} \approx 0.7
]
Следовательно:
[
\text{Масса Fe} \approx 199.95 \times 0.7 \approx 139.97 \text{ кг}
]
Ответ:
При восстановлении из 215 кг исходного образца с учетом примеси, из чистого оксида железа получится примерно 140 кг железа.
Если есть желание более точно учесть присутствие медного оксида или другие вопросы — спрашивайте!
