из какой железной руды-гематита fe2o3 или магнетита fe3о4 можно получить больше железа, используя для восстановления один и тот же объем угарного газа? ответ обоснуй с результатов вычислений!
Дано: m(смеси)=31,9 г m(H₂O)=9 г Найти: w(Fe₂O₃)-? w(CuO)-?
Решение: 1) Fe₂O₃+3H₂=2Fe+3H₂O 2) CuO+H₂=Cu+H₂O Найдем общее количество вещества воды в обеих реакциях: моль Пусть количество вещества Fe₂O₃ будет х моль, тогда воды в 1 реакции образуется 3х моль; пусть количество вещества CuO будет у моль, тогда воды во 2 реакции будет у моль Масса Fe₂O₃ равна 160х г, а масса CuO равна 80у г. Количество вещества воды равно (3х+у) моль Составим систему уравнений: Выразим у Решим первое уравнение моль (это количество вещества Fe₂O₃) Найдем у: у=0,5-3*0,10125=0,19625 моль (это количество вещества CuO) Найдем массу Fe₂O₃: г Найдем массу CuO: г Найдем массовую долю Fe₂O₃: или 50,78% (где m(X) - это масса смеси) Найдем массовую долю CuO: или 49,22% ответ: w(Fe₂O₃)=50,78%; w(CuO)=49,22%
Потому, что железо проявляет валентность три. Имеется в виду что, один моль хлорид трёх валентного железа взаимодействует с тремя моль NaOH и превращается в трёх валентный гидрооксид железа( валентность железа как легко понять не меняется).Три же моля (одновалентного) гидрооксида натрия каждый отдают гидрооксильную группу железу(трёхвалентному), а сами соответственно принимают от него хлорид-ион, превращаясь в хлорид натрия.Поскольку натрий одновалентен он не может иметь более чем одну гидрооксильную группу,следовательно, чтобы удовлитворить потребности тёхвалентного железа потребуется аж 3 моль гидрооксида натрия(чтобы обозначть это ставится число три перед гидрооксидом в данной формуле).Эти три гидрооксильные группы и присоединяются к железу и обозначаются индексом три после скобочек.
моль
моль (это количество вещества Fe₂O₃)
г
г
или 50,78% (где m(X) - это масса смеси)
или 49,22%
Допустим возьмем объем угарного газа V(CO) = 22,4 л
Теперь реакции:
1) Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
2) Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2
Я специально взял объем 22.4 л, чтобы легче было считать потом:
n(CO) = V(CO2)/Vm = 22,4/22,4 = 1 моль
Теперь все будет решать стехиометрия, чем больше моль железа, тем больше самого железа (в граммах):
По реакции (1):
n(Fe) = (2*n(CO))/3 = 2/3 моль (примерно 0,67)
По реакции (2):
n(Fe) = (3*n(CO))/4 = 3/4 моль (точно 0,75)
Можно сделать вывод, что из магнетита больше железа получится.