Какой объем угарного газа (CO) нужен для полного восстановления железа (Fe) из 10 кг красного железняка (Fe2O3), в котором 30% составляют примеси?

Химия 9 класс Химические реакции восстановления и окисления объем угарного газа восстановление железа Красный Железняк примеси в железняке химические реакции расчет объема газа Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько железа можно получить из 10 кг красного железняка (Fe2O3), а затем рассчитать объем угарного газа (CO), необходимый для восстановления этого железа.

Шаг 1: Определение чистого железняка

• Сначала найдем массу чистого железняка. Если 30% составляют примеси, то чистый железняк составляет 70% от 10 кг.
• Чистый железняк = 10 кг * 0.7 = 7 кг.

Шаг 2: Расчет количества железа в чистом железняке

• Формула Fe2O3 показывает, что из 2 атомов железа (Fe) получается 1 молекула оксида железа (Fe2O3).
• Молярная масса Fe2O3 = 2 * 55.85 (молярная масса железа) + 3 * 16 (молярная масса кислорода) = 159.7 г/моль.
• Из 1 моль Fe2O3 получается 2 моль железа, то есть 159.7 г Fe2O3 восстанавливают 2 * 55.85 г железа = 111.7 г железа.
• Теперь найдем, сколько железа можно получить из 7 кг (7000 г) Fe2O3:
• 7000 г Fe2O3 * (2 * 55.85 г Fe / 159.7 г Fe2O3) = 7000 * 0.698 = 4886.5 г Fe.

Шаг 3: Расчет объема угарного газа (CO)

• Реакция восстановления железа из Fe2O3 угарным газом выглядит следующим образом:
• Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2.
• Из уравнения видно, что 1 моль Fe2O3 требует 3 моля CO для восстановления.
• Теперь подсчитаем, сколько моль Fe2O3 у нас есть:
• 7000 г Fe2O3 / 159.7 г/моль ≈ 43.8 моль Fe2O3.
• Теперь найдем, сколько моль CO нужно для полного восстановления:
• 43.8 моль Fe2O3 * 3 моль CO / 1 моль Fe2O3 = 131.4 моль CO.

Шаг 4: Перевод в объем угарного газа

• При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра.
• Теперь можем найти объем CO:
• Объем CO = 131.4 моль * 22.4 л/моль ≈ 2944.8 литра.

Ответ: Для полного восстановления железа из 10 кг красного железняка (с учетом примесей) потребуется примерно 2944.8 литра угарного газа (CO).