Чтобы найти массу образующегося оксида железа Fe₃O₄ при сжигании железа, сначала мы должны записать уравнение химической реакции:
[ 4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_3O_4 ]
Теперь рассчитаем количество молей железа, которое сжигается. Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 55.85 г/моль. Имеем:
[ n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{84 \text{ г}}{55.85 \text{ г/моль}} \approx 1.504 \text{ моль} ]
Согласно уравнению реакции, 4 моли железа дают 2 моли оксида железа Fe₃O₄. Теперь нам нужно найти, сколько молей Fe₃O₄ образуется из 1.504 моль Fe, используя пропорцию образования из уравнения реакции:
[ \frac{4 \text{ моль Fe}}{2 \text{ моль Fe}_3O_4} = \frac{1.504 \text{ моль Fe}}{x \text{ моль Fe}_3O_4} ]
[ x = \frac{1.504 \text{ моль Fe} \times 2 \text{ моль Fe}_3O_4}{4 \text{ моль Fe}} = 0.752 \text{ моль Fe}_3O_4 ]
Молярная масса Fe₃O₄ можно вычислить как сумму молярных масс трех атомов железа и четырех атомов кислорода:
[ M(Fe_3O_4) = 3 \times M(Fe) + 4 \times M(O) ]
[ M(Fe_3O_4) = 3 \times 55.85 \text{ г/моль} + 4 \times 16.00 \text{ г/моль} ]
[ M(Fe_3O_4) = 167.55 \text{ г/моль} + 64.00 \text{ г/моль} ]
[ M(Fe_3O_4) = 231.55 \text{ г/моль} ]
Теперь мы можем найти массу образовавшегося оксида железа (Fe₃O₄):
[ m(Fe_3O_4) = n(Fe_3O_4) \times M(Fe_3O_4) ]
[ m(Fe_3O_4) = 0.752 \text{ моль} \times 231.55 \text{ г/моль} ]
[ m(Fe_3O_4) \approx 174.13 \text{ г} ]
Таким образом, при сжигании 84 г железа образуется примерно 174.13 г оксида железа Fe₃O₄.
