реши номер 3 как на тетради дано решение и т.д

Краткий ответ: потребуется \(201{,}6\ \text{м}^3\) водорода; при этом образуется \(9\ \text{кмоль}\) воды.

Оформление как в тетради

Дано: \[ m(\mathrm{Fe_2O_3}) = 480\ \text{кг} \] Найти: \[ V(\mathrm{H_2}) — ? \qquad n(\mathrm{H_2O}) — ? \]

Решение:

1. Запишем уравнение реакции замещения: \[ \mathrm{Fe_2O_3} + 3\mathrm{H_2} \rightarrow 2\mathrm{Fe} + 3\mathrm{H_2O} \]

2. Найдём молярную массу оксида железа(III): \[ M(\mathrm{Fe_2O_3}) = 2\cdot56 + 3\cdot16 = 160\ \text{кг/кмоль} \]

3. Найдём количество вещества \(\mathrm{Fe_2O_3}\): \[ n(\mathrm{Fe_2O_3}) = \frac{m}{M} = \frac{480}{160} = 3\ \text{кмоль} \]

4. По уравнению реакции: \[ n(\mathrm{H_2}) = 3n(\mathrm{Fe_2O_3}) = 3\cdot3 = 9\ \text{кмоль} \] \[ n(\mathrm{H_2O}) = 3n(\mathrm{Fe_2O_3}) = 3\cdot3 = 9\ \text{кмоль} \]

5. Найдём объём водорода при н. у. Молярный объём: \[ V_m = 22{,}4\ \text{м}^3/\text{кмоль} \] \[ V(\mathrm{H_2}) = nV_m = 9\cdot22{,}4 = 201{,}6\ \text{м}^3 \]

Ответ: \(V(\mathrm{H_2}) = 201{,}6\ \text{м}^3\); \(n(\mathrm{H_2O}) = 9\ \text{кмоль}\).

Почему так

Коэффициенты в уравнении показывают соотношение количеств веществ. Здесь на \(1\) кмоль \(\mathrm{Fe_2O_3}\) нужно \(3\) кмоль \(\mathrm{H_2}\), поэтому на \(3\) кмоль оксида — \(9\) кмоль водорода.

Так как масса дана в килограммах, удобно считать в киломолях: тогда молярная масса выражается в кг/кмоль, а молярный объём — в м³/кмоль. Проверка: в \(3\) кмоль \(\mathrm{Fe_2O_3}\) содержится \(9\) кмоль атомов кислорода, значит, получится \(9\) кмоль \(\mathrm{H_2O}\).