Задача 1 Найдите массу железа, полученного алюминотермическим способом из 400 г. алюминия и 800 г. оксида железа (III)
Цель: понять решение задачи по алхимии/химии (алюминотермический метод).
Задача: Найдите массу железа, полученного из 400 г алюминия и 800 г оксида железа(III) (Fe2O3).
Запишем реакцию и сбалансируем ее Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3
Молярные массы (приближенно)
- Al: ≈ 26,98 г/моль
- Fe: ≈ 55,85 г/моль
- Fe2O3: ≈ 159,69 г/моль
- Найдем количество вещества реагентов
- n(Al) = 400 г / 26,98 г/моль ≈ 14,8 моль
- n(Fe2O3) = 800 г / 159,69 г/моль ≈ 5,01 моль
Определим ограничивающий реагент Стехиометрия: на 1 моль Fe2O3 требуется 2 моль Al. Для полного реагирования Fe2O3 нужно Al: 2 × 5,01 ≈ 10,02 моль. Есть 14,8 моль Al, значит Fe2O3 является ограничивающим реагентом.
По ограничивающему реагенту получаем железо Из уравнения: на 1 моль Fe2O3 образуется 2 моль Fe. n(Fe) = 2 × n(Fe2O3) ≈ 2 × 5,01 ≈ 10,02 моль
Масса железа m(Fe) = n(Fe) × M(Fe) ≈ 10,02 моль × 55,85 г/моль ≈ 559,6 г
Ответ: примерно 5,6 × 10^2 г железа (около 560 г).
Примечание: часть алюминия остается нерасре́шённой (остаток ≈ 400 g − 270 г ≈ 130 г), но она не влияет на полученную массу железа.
