Сколько литров угарного газа потребуется для восстановления до железа 1 кг железной окалины, содержащей 10 % примесей?

1. Определение массы чистой железной окалины:

Железная окалина — это Fe₃O₄. В 1 кг окалины содержится 10% примесей, значит, масса чистой Fe₃O₄ составляет:

1000 г * (100% - 10%) = 900 г = 0.9 кг

2. Уравнение реакции восстановления:

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂

3. Молярные массы:

Fe₃O₄: 3 * 55.85 г/моль + 4 * 16 г/моль = 231.55 г/моль
CO: 12 г/моль + 16 г/моль = 28 г/моль
4. Количество молей Fe₃O₄:

n(Fe₃O₄) = m(Fe₃O₄) / M(Fe₃O₄) = 900 г / 231.55 г/моль ≈ 3.89 моль

5. Количество молей CO по уравнению реакции:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Fe₃O₄ требуется 4 моля CO. Поэтому:

n(CO) = 4 * n(Fe₃O₄) ≈ 4 * 3.89 моль ≈ 15.56 моль

6. Объем CO (при нормальных условиях):

Объем одного моля газа при нормальных условиях (н.у.) приблизительно равен 22.4 литра. Поэтому:

V(CO) = n(CO) * Vм = 15.56 моль * 22.4 л/моль ≈ 348.5 л

Ответ: Для восстановления 1 кг железной окалины с 10% примесей потребуется приблизительно 349 литров угарного газа (при нормальных условиях).