Химия 9 класс

Решение задачи по восстановлению оксида железа (III)

Для решения задачи нам нужно использовать уравнение реакции восстановления оксида железа (III) углем. Оксид железа (III) имеет формулу \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \). Реакция восстановления выглядит следующим образом:

\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{C} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}
\]

#### Шаг 1: Определение молекулярной массы

1. **Молекулярная масса оксида железа (III)**:
- \( \text{Fe} \) (железо) = 55.85 г/моль
- \( \text{O} \) (кислород) = 16.00 г/моль
- Молекулярная масса \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \):
\[
2 \times 55.85 + 3 \times 16.00 = 111.7 + 48.0 = 159.7 \text{ г/моль}
\]

#### Шаг 2: Определение количества вещества

2. **Определим количество вещества оксида железа (III)**:
- Масса оксида железа (III) = 16 кг = 16000 г
- Количество вещества \( n \):
\[
n = \frac{m}{M} = \frac{16000 \text{ г}}{159.7 \text{ г/моль}} \approx 100.19 \text{ моль}
\]

#### Шаг 3: Определение теоретически возможного выхода железа

3. **Определим теоретически возможное количество железа**:
- Из уравнения реакции видно, что из 1 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) образуется 2 моль \( \text{Fe} \).
- Следовательно, из 100.19 моль \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) получится:
\[
2 \times 100.19 \text{ моль} = 200.38 \text{ моль Fe}
\]

4. **Масса железа**:
- Молекулярная масса железа \( \text{Fe} = 55.85 \text{ г/моль} \).
- Масса железа:
\[
m_{\text{Fe}} = 200.38 \text{ моль} \times 55.85 \text{ г/моль} \approx 11118.73 \text{ г} \approx 11.12 \text{ кг}
\]

#### Шаг 4: Учет выхода железа

5. **Учет массовой доли выхода железа**:
- Массовая доля выхода железа составляет 80% от теоретически возможного:
\[
m_{\text{выход}} = 0.8 \times 11.12 \text{ кг} \approx 8.896 \text{ кг}
\]

#### Ответ

Таким образом, при восстановлении 16 кг оксида железа (III) углем получится примерно **8.90 кг железа**.