Какой объем кокса нужен для полного восстановления железа из 200 тонн руды, в которой 92% составляет оксид железа?

Химия 9 класс Восстановление металлов из руд объем кокса восстановление железа оксид железа 200 тонн руды химия 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно провести несколько шагов, чтобы определить объем кокса, необходимого для восстановления железа из руды. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение массы оксида железа в руде

• У нас есть 200 тонн руды, и 92% из них составляет оксид железа.
• Чтобы найти массу оксида железа, умножим массу руды на процент оксида железа:

Масса оксида железа = 200 тонн * 0.92 = 184 тонны

Шаг 2: Определение количества железа в оксиде

• Оксид железа может быть представлен формулой Fe2O3 (гематит), который является наиболее распространенной формой.
• В 1 моле Fe2O3 содержится 2 моля железа (Fe).
• Молярная масса Fe2O3 = 2 * 55.85 (Fe) + 3 * 16 (O) = 159.7 г/моль.
• Следовательно, 2 моля железа = 2 * 55.85 г = 111.7 г.

Теперь найдем, сколько железа содержится в 184 тоннах Fe2O3:

• 184 тонны Fe2O3 = 184000 кг = 184000000 г.
• Количество моль Fe2O3 = 184000000 г / 159.7 г/моль ≈ 1150 моль.
• Количество железа = 1150 моль * 2 * 55.85 г/моль ≈ 128,500,000 г = 128.5 тонн.

Шаг 3: Определение количества кокса

• Для восстановления железа из оксида железа используется кокс, который является углеродом.
• Уравнение реакции восстановления железа из Fe2O3 с помощью кокса выглядит следующим образом:

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

• Из уравнения видно, что для восстановления 1 моль Fe2O3 требуется 3 моля кокса.
• Таким образом, для 1150 моль Fe2O3 потребуется 3 * 1150 = 3450 моль кокса.

Шаг 4: Перевод моль кокса в массу

• Молярная масса кокса (углерода) = 12 г/моль.
• Масса кокса = 3450 моль * 12 г/моль = 41400 г = 41.4 кг.

Шаг 5: Перевод массы кокса в объем

• Плотность кокса примерно 1.3 г/см³.
• Объем кокса = масса / плотность = 41400 г / 1.3 г/см³ ≈ 31846 см³.
• Переведем в литры: 31846 см³ = 31.846 литров.

Ответ: Для полного восстановления железа из 200 тонн руды, содержащей 92% оксида железа, потребуется примерно 31.846 литров кокса.