Доля железа в чугуне из красного железняка с пустой породой

`m(руды) = 2500 text{ т}`

`ω(text{примесей}) = 20%`

`m(чугуна) = 1488.5 text{ т}`

`ω_text{чуг.}(Fe) = text{ ?}`

Запишем уравнение реакции восстановления железа из красного железняка (гематита):

`Fe_2O_3 + 3CO = 2Fe + 3CO_2`

Найдём массовую долю чистого Fe₂O₃ в руде:

`ω(Fe_2O_3) = 100 - ω(text{примесей}) = 100 - 20 = 80%`

Вычислим массу чистого оксида железа(III):

`m(Fe_2O_3) = (ω(Fe_2O_3) * m(руды)) / 100 = (80 * 2500) / 100 = 2000 text{ т}`

Найдём количество вещества Fe₂O₃:

`n(Fe_2O_3) = (m(Fe_2O_3)) / (M(Fe_2O_3)) = 2000 / 160 = 12.5 text{ кмоль}`

Согласно уравнению реакции, количество вещества железа в 2 раза больше количества Fe₂O₃:

`n(Fe) = 2 * n(Fe_2O_3) = 2 * 12.5 = 25 text{ кмоль}`

Найдём массу железа, которое теоретически должно было получиться:

`m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 25 * 56 = 1400 text{ т}`

Найдём массовую долю железа в полученном чугуне:

`ω_text{чуг.}(Fe) = (100 * m(Fe)) / (m(чугуна)) = (100 * 1400) / 1488.5 = 94.06%`

`ω_text{чуг.}(Fe) = 94.06%`