Хорошо, давайте рассмотрим этот вопрос шаг за шагом.
Для начала, давайте определим, что такое массовая доля. Массовая доля показывает, какую долю массы составляет определенное вещество в смеси или соединении. В данном случае, массовая доля Fe2O3 составляет 60%.
На следующем шаге мы рассчитаем массу Fe2O3 в руде массой 1 т. Для этого нам нужно умножить общую массу руды на массовую долю Fe2O3:
Масса Fe2O3 = 1 т × 0.6 = 0.6 т
Теперь мы знаем, что масса Fe2O3 в руде составляет 0.6 т.
Следующим шагом будет определение молярной массы Fe2O3, чтобы мы могли рассчитать количество вещества. Молярная масса - это масса одного моля вещества. Для Fe2O3 молярная масса равна:
M(Fe2O3) = M(Fe) + (3 × M(O)),
где M(Fe) - молярная масса железа, M(O) - молярная масса кислорода.
M(Fe) = 55.85 г/моль
M(O) = 16 г/моль
Подставим значения и рассчитаем молярную массу Fe2O3:
M(Fe2O3) = (2 × 55.85) + (3 × 16) = 159.7 г/моль
Теперь, используя соотношение между массой вещества и его количеством вещества:
масса = количество вещества × молярная масса,
мы можем рассчитать количество вещества Fe2O3 в руде:
количество вещества = масса Fe2O3 / молярная масса Fe2O3
количество вещества = 0.6 т / 159.7 г/моль = 0.003756 моль
Теперь мы знаем, что количество вещества Fe2O3 в руде составляет 0.003756 моль.
Наконец, чтобы вычислить объем CO, который необходим для восстановления железа из Fe2O3, нам нужно воспользоваться уравнением реакции. Предположим, что восстановление железа происходит с помощью реакции Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2.
Из уравнения реакции видно, что на один моль Fe2O3 требуется 3 моля CO для полного восстановления. Таким образом, для 0.003756 моль Fe2O3 нам понадобится:
0.003756 моль Fe2O3 × 3 моля CO / 1 моль Fe2O3 = 0.011268 моль CO
Для вычисления объема CO, который необходим для восстановления 0.011268 моль CO, нужно знать плотность CO. Предположим, что плотность CO при стандартных условиях (0°C и 1 атм) составляет 1.250 г/л.
Используя формулу плотности:
плотность = масса / объем,
мы можем рассчитать объем CO:
объем = масса CO / плотность CO
Объем CO = 0.011268 моль × 12.01 г/моль / 1.250 г/л = 0.1083 л.
Таким образом, объем CO, потраченный на восстановление железа из руды массой 1 т с массовой долей Fe2O3 60%, составляет приблизительно 0.1083 л.
