Объем водорода для получения железа из оксида железа(III)
Железо из красного железняка, состоящего в основном из оксида железа (III) Fe2O3, можно получить, обработав железняк водородом. Этому процессу соответствует схема реакции Fe2O3 + H2 ⟶ Fe + H2O Самостоятельно расставьте коэффициенты. Вычислите объем водорода (н. у.), который потребуется: а) для получения 28 г железа; б) для обработки 16 г Fe2O3.
Дано
а)
`m(Fe) = 28 text{ г}`
б)
`m(Fe_2O_3) = 16 text{ г}`
Найти
а)
`V(H_2) = text{ ?}`
б)
`V(H_2) = text{ ?}`
Решение
Уравняем реакцию восстановления оксида железа(III) водородом:
`Fe_2O_3 + 3H_2 = 2Fe + 3H_2O`
а)
Найдём количество вещества железа:
`n(Fe) = (m(Fe))/(M(Fe)) = 28/56 = 0.5 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество водорода в 1.5 раза больше количества железа:
`n(H_2) = (3*n(Fe))/2 = (3*0.5)/2 = 0.75 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 0.75*22.4 = 16.8 text{ л}`
б)
Найдём количество вещества оксида железа(III):
`n(Fe_2O_3) = (m(Fe_2O_3))/(M(Fe_2O_3)) = 16/160 = 0.1 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество водорода в 3 раза больше количества оксида железа(III):
`n(H_2) = 3*n(Fe_2O_3) = 3*0.1 = 0.3 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 0.3*22.4 = 6.72 text{ л}`
Ответ
а)
`V(H_2) = 16.8 text{ л}`
б)
`V(H_2) = 6.72 text{ л}`