Вычисление массовой доли металла после восстановления оксида железа(II)
Водород, полученный при действии избытка соляной кислоты на 15,6 г магния, пропустили над 100,8 г нагретого оксида железа (II), при этом произошло частичное восстановление оксида. Вычислите массовую долю металла в смеси, образовавшейся после восстановления.
Дано
`m(Mg) = 15.6 text{ г}`
`m(FeO) = 100.8 text{ г}`
Найти
`ω(Fe) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2 text{↑}`
`FeO + H_2 = Fe + H_2O`
Найдём количество вещества магния:
`n(Mg) = (m(Mg))/(M(Mg)) = 15.6/24 = 0.65 text{ моль}`
Согласно первому уравнению реакции, количество вещества водорода равно количеству вещества магния:
`n(H_2) = n(Mg) = 0.65 text{ моль}`
Найдём количество вещества оксида железа(II):
`n(FeO) = (m(FeO))/(M(FeO)) = 100.8/72 = 1.4 text{ моль}`
По второму уравнению реакции водород и оксид железа(II) реагируют в соотношении 1:1. Водород в недостатке, поэтому расчёт ведём по нему.
Количество вещества прореагировавшего оксида железа(II) и образовавшегося железа равно количеству вещества водорода:
`n_text{прореаг.}(FeO) = n(Fe) = n(H_2) = 0.65 text{ моль}`
Найдём массу образовавшегося железа:
`m(Fe) = n(Fe)*M(Fe) = 0.65*56 = 36.4 text{ г}`
Найдём количество вещества и массу непрореагировавшего оксида железа(II):
`n_text{ост.}(FeO) = n(FeO) - n_text{прореаг.}(FeO) = 1.4 - 0.65 = 0.75 text{ моль}`
`m_text{ост.}(FeO) = n_text{ост.}(FeO)*M(FeO) = 0.75*72 = 54 text{ г}`
Найдём массу образовавшейся смеси:
`m(смеси) = m(Fe) + m_text{ост.}(FeO) = 36.4 + 54 = 90.4 text{ г}`
Вычислим массовую долю металла в смеси:
`ω(Fe) = (100*m(Fe))/(m(смеси)) = (100*36.4)/90.4 = 40.27%`
Ответ
`ω(Fe) = 40.27%`