Объем водорода для получения железа из магнитного железняка
Из магнитного железняка, состоящего в основном из Fe3O4, можно получить железо, обработав железняк водородом. Этому процессу соответствует схема реакции Fe3O4 + H2 ⟶ Fe + H2O. Самостоятельно расставьте коэффициенты. Вычислите объем водорода (н. у.), который потребуется: а) для получения 42 г железа; б) для обработки 58 г Fe3O4.
Дано
а)
`m(Fe) = 42 text{ г}`
б)
`m(Fe_3O_4) = 58 text{ г}`
Найти
а)
`V(H_2) = text{ ?}`
б)
`V(H_2) = text{ ?}`
Решение
Уравняем реакцию восстановления магнитного железняка водородом:
`Fe_3O_4 + 4H_2 = 3Fe + 4H_2O`
а)
Найдём количество вещества железа:
`n(Fe) = (m(Fe))/(M(Fe)) = 42/56 = 0.75 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество водорода в 4/3 раза больше количества железа:
`n(H_2) = (4*n(Fe))/3 = (4*0.75)/3 = 1 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 1*22.4 = 22.4 text{ л}`
б)
Найдём количество вещества магнитного железняка:
`n(Fe_3O_4) = (m(Fe_3O_4))/(M(Fe_3O_4)) = 58/232 = 0.25 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество водорода в 4 раза больше количества магнитного железняка:
`n(H_2) = 4*n(Fe_3O_4) = 4*0.25 = 1 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 1*22.4 = 22.4 text{ л}`
Ответ
а)
`V(H_2) = 22.4 text{ л}`
б)
`V(H_2) = 22.4 text{ л}`