Объём водорода для реакции с оксидом железа(III)
Какой объём водорода (н. у.) потребуется для реакции замещения с 480 кг оксида железа (III) Fe2O3? Какое количество вещества воды образуется при этом? Учтите, что в условии масса вещества дана в килограммах, следовательно, расчёт количества вещества ведите в киломолях, а объём – в кубических метрах.
Дано
`m(Fe_2O_3) = 480 text{ кг}`
Найти
`V(H_2) = text{ ?}`
`n(H_2O) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции восстановления оксида железа (III) водородом:
`Fe_2O_3 + 3H_2 = 2Fe + 3H_2O`
Найдём молярную массу оксида железа (III):
`M(Fe_2O_3) = 2*56 + 3*16 = 160 text{ г/моль} = 0.16 text{ кг/моль}`
Вычислим количество вещества оксида железа (III):
`n(Fe_2O_3) = (m(Fe_2O_3))/(M(Fe_2O_3)) = 480/0.16 = 3000 text{ моль} = 3 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода в 3 раза больше количества оксида железа (III):
`n(H_2) = 3*n(Fe_2O_3) = 3*3 = 9 text{ кмоль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 9*22.4 = 201.6 text{ м}^3`
Согласно уравнению реакции, количество вещества воды в 3 раза больше количества оксида железа (III):
`n(H_2O) = 3*n(Fe_2O_3) = 3*3 = 9 text{ кмоль}`
Ответ
`V(H_2) = 201.6 text{ м}^3`
`n(H_2O) = 9 text{ кмоль}`