Масса алюминия для восстановления железа водородом
Вычислите массу алюминия, которую следует растворить в разбавленном растворе серной кислоты, чтобы полученным водородом можно было восстановить 16 г железа из железной окалины Fe3O4.
Дано
`m(Fe) = 16 text{ г}`
Найти
`m(Al) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения получения водорода при растворении алюминия в серной кислоте и последующего восстановления железной окалины этим водородом:
`2Al + 3H_2SO_4 = Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 text{↑}`
`Fe_3O_4 + 4H_2 = 3Fe + 4H_2O`
Найдём количество вещества железа, которое нужно получить:
`n(Fe) = (m(Fe))/(M(Fe)) = 16/56 = 0.2857 text{ моль}`
По уравнению реакции (2) найдём количество водорода, необходимое для получения этого железа:
`n(H_2) = (4*n(Fe))/3 = (4*0.2857)/3 = 0.381 text{ моль}`
По уравнению реакции (1) найдём количество алюминия, необходимое для получения этого водорода:
`n(Al) = (2*n(H_2))/3 = (2*0.381)/3 = 0.254 text{ моль}`
Найдём массу алюминия:
`m(Al) = n(Al)*M(Al) = 0.254*27 = 6.858 text{ г}`
Ответ
`m(Al) = 6.858 text{ г}`