Какую массу угля нужно для полного восстановления железа из 244,2 г руды, в которой 95% составляет железная окалина, а остальное - инертные примеси? Ответ напишите в граммах и округлите до целых.

Химия 10 класс Химические реакции восстановления масса угля восстановление железа железная окалина химия рудные материалы Новый

Для решения этой задачи нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберемся с ними по порядку.

Шаг 1: Определение массы железной окалины

Сначала найдем массу железной окалины в руде. У нас есть 244,2 г руды, и 95% из них составляет железная окалина. Рассчитаем массу железной окалины:

• Масса железной окалины = 244,2 г * 0,95 = 232,0 г

Шаг 2: Определение содержания железа в железной окалине

Предположим, что окалина состоит из оксида железа (например, Fe2O3). В этом случае, чтобы узнать, сколько железа содержится в 232,0 г окалины, нужно знать молекулярную массу Fe2O3:

• Масса Fe2O3 = 2 * 55,85 (Fe) + 3 * 16,00 (O) = 159,7 г/моль

Теперь определим, сколько железа содержится в 1 моле Fe2O3:

• Содержание железа в Fe2O3 = 2 * 55,85 г = 111,7 г

Шаг 3: Расчет массы железа в окалине

Теперь можем найти, сколько железа в 232,0 г окалины:

• Масса железа = (111,7 г / 159,7 г) * 232,0 г ≈ 84,2 г

Шаг 4: Определение массы угля для восстановления железа

Для восстановления железа из оксида железа используется уголь (C). Реакция восстановления выглядит следующим образом:

• Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

Из уравнения видно, что для восстановления 1 моля Fe2O3 (в котором содержится 2 моля железа) требуется 3 моля угля. Теперь найдем, сколько угля нужно для 84,2 г железа:

• Количество железа в молях = 84,2 г / 55,85 г/моль ≈ 1,51 моль
• Количество оксида железа (Fe2O3) = 1,51 моль / 2 = 0,755 моль
• Количество угля = 0,755 моль * 3 = 2,265 моль

Шаг 5: Перевод моль угля в граммы

Теперь нужно перевести количество угля в граммы. Молярная масса угля (C) составляет 12,01 г/моль:

• Масса угля = 2,265 моль * 12,01 г/моль ≈ 27,24 г

Шаг 6: Округление результата

Округлим полученное значение до целых:

• Масса угля ≈ 27 г

Ответ: Для полного восстановления железа из 244,2 г руды необходимо около 27 г угля.