Для решения данной задачи, нам необходимо знать химическое уравнение реакции полного восстановления железа из Fe3O4. Это уравнение выглядит следующим образом:
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
В данном уравнении Fe3O4 соединяется с молекулами водорода (H2) и превращается в 3 атома железа (Fe) и 4 молекулы воды (H2O).
Согласно данному уравнению, каждая молекула Fe3O4 требует 4 молекулы водорода для полного восстановления. Теперь мы можем использовать это уравнение для расчета объема H2, необходимого для восстановления 200 кг магнитного железа, содержащего 60% Fe3O4.
Шаг 1: Расчет количество Fe3O4
Масса Fe3O4 в магнитном железе составляет 60% от общей массы магнитного железа, т.е. 0.6 * 200 кг = 120 кг.
Шаг 2: Расчет молярной массы Fe3O4
M (Fe3O4) = M (Fe) * 3 + M (O) * 4
M (Fe3O4) = 55.85 г/моль * 3 + 16 г/моль * 4
M (Fe3O4) = 159.7 г/моль
Шаг 3: Расчет количества молей Fe3O4
Количество молей Fe3O4 = масса Fe3O4 / молярная масса Fe3O4
Количество молей Fe3O4 = 120 кг / 159.7 г/моль
Количество молей Fe3O4 = 0.75184 моль
Шаг 4: Расчет количества молекул H2
На основе коэффициентов уравнения реакции, для восстановления каждой молекулы Fe3O4 требуется 4 молекулы H2.
Количество молекул H2 = количество Fe3O4 * 4
Количество молекул H2 = 0.75184 моль * 4 * 6.022 * 10^23 молекул/моль
Шаг 5: Расчет объема H2
Объем H2 связан с количеством молекул H2 по формуле:
V = n * Vm,
где V - объем, n - количество молекул H2, Vm - молярный объем равный 22.4 л/моль.
Таким образом, мы можем рассчитать объем H2 при заданном количестве Fe3O4.
Обратите внимание, что данный расчет предполагает идеальные условия (нормальное давление и температуру), что может отличаться от условий реальной системы. Также, этот расчет основан на стехиометрии конкретной реакции, поэтому может отличаться для других реакций или соединений.
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
В данном уравнении Fe3O4 соединяется с молекулами водорода (H2) и превращается в 3 атома железа (Fe) и 4 молекулы воды (H2O).
Согласно данному уравнению, каждая молекула Fe3O4 требует 4 молекулы водорода для полного восстановления. Теперь мы можем использовать это уравнение для расчета объема H2, необходимого для восстановления 200 кг магнитного железа, содержащего 60% Fe3O4.
Шаг 1: Расчет количество Fe3O4
Масса Fe3O4 в магнитном железе составляет 60% от общей массы магнитного железа, т.е. 0.6 * 200 кг = 120 кг.
Шаг 2: Расчет молярной массы Fe3O4
M (Fe3O4) = M (Fe) * 3 + M (O) * 4
M (Fe3O4) = 55.85 г/моль * 3 + 16 г/моль * 4
M (Fe3O4) = 159.7 г/моль
Шаг 3: Расчет количества молей Fe3O4
Количество молей Fe3O4 = масса Fe3O4 / молярная масса Fe3O4
Количество молей Fe3O4 = 120 кг / 159.7 г/моль
Количество молей Fe3O4 = 0.75184 моль
Шаг 4: Расчет количества молекул H2
На основе коэффициентов уравнения реакции, для восстановления каждой молекулы Fe3O4 требуется 4 молекулы H2.
Количество молекул H2 = количество Fe3O4 * 4
Количество молекул H2 = 0.75184 моль * 4 * 6.022 * 10^23 молекул/моль
Шаг 5: Расчет объема H2
Объем H2 связан с количеством молекул H2 по формуле:
V = n * Vm,
где V - объем, n - количество молекул H2, Vm - молярный объем равный 22.4 л/моль.
Объем H2 = количество молекул H2 * Vm
Объем H2 = (0.75184 моль * 4 * 6.022 * 10^23 молекул/моль) * 22.4 л/моль
Таким образом, мы можем рассчитать объем H2 при заданном количестве Fe3O4.
Обратите внимание, что данный расчет предполагает идеальные условия (нормальное давление и температуру), что может отличаться от условий реальной системы. Также, этот расчет основан на стехиометрии конкретной реакции, поэтому может отличаться для других реакций или соединений.