Масса железа и воды для получения 179,2 л водорода методом Лавуазье
Вычислите массу железа и массу воды, которые потребуются для получения 179,2 л (н. у.) водорода по методу Лавуазье. Рассчитайте массу железной окалины, которая образуется в ходе реакции.
Дано
`V(H_2) = 179.2 text{ л}`
Найти
`m(Fe) = text{ ?}`
`m(H_2O) = text{ ?}`
`m(Fe_3O_4) = text{ ?}`
Решение
Метод Лавуазье получения водорода основан на пропускании водяного пара над раскалённым железом. Уравнение реакции:
`3Fe + 4H_2O = Fe_3O_4 + 4H_2 text{↑}`
Найдём количество вещества водорода:
`n(H_2) = (V(H_2))/(V_m) = 179.2/22.4 = 8 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества железа в 3/4 раза меньше количества водорода:
`n(Fe) = (3*n(H_2))/4 = (3*8)/4 = 6 text{ моль}`
Найдём массу железа:
`m(Fe) = n(Fe)*M(Fe) = 6*56 = 336 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества воды равно количеству водорода:
`n(H_2O) = n(H_2) = 8 text{ моль}`
Найдём массу воды:
`m(H_2O) = n(H_2O)*M(H_2O) = 8*18 = 144 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества железной окалины в 4 раза меньше количества водорода:
`n(Fe_3O_4) = (n(H_2))/4 = 8/4 = 2 text{ моль}`
Найдём массу железной окалины:
`m(Fe_3O_4) = n(Fe_3O_4)*M(Fe_3O_4) = 2*232 = 464 text{ г}`
Ответ
`m(Fe) = 336 text{ г}`
`m(H_2O) = 144 text{ г}`
`m(Fe_3O_4) = 464 text{ г}`