Какой объем водорода (н. у) нужен, чтобы заменить все железо из 37 г образца оксида железа (III), в котором присутствует 15 % примесей?

Химия 9 класс Реакции обмена и стехиометрия объём водорода замена железа оксид железа (III) примеси в образце химия 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение чистого оксида железа

Сначала нам необходимо выяснить, сколько чистого оксида железа (III) содержится в образце. У нас есть 37 г образца, из которых 15% составляют примеси.

• Вычислим массу примесей: 15% от 37 г = 0.15 * 37 г = 5.55 г.
• Теперь найдем массу чистого оксида железа: 37 г - 5.55 г = 31.45 г.

Шаг 2: Определение состава оксида железа

Оксид железа (III) имеет формулу Fe2O3. Теперь мы найдем молекулярную массу Fe2O3:

• Масса железа (Fe) = 55.85 г/моль, а в формуле Fe2O3 два атома железа, значит: 2 * 55.85 г/моль = 111.7 г/моль.
• Масса кислорода (O) = 16 г/моль, а в формуле Fe2O3 три атома кислорода, значит: 3 * 16 г/моль = 48 г/моль.
• Общая молекулярная масса Fe2O3 = 111.7 г/моль + 48 г/моль = 159.7 г/моль.

Шаг 3: Определение количества молей Fe2O3

Теперь мы можем рассчитать количество молей чистого оксида железа:

• Количество молей = масса / молекулярная масса = 31.45 г / 159.7 г/моль ≈ 0.197 моль.

Шаг 4: Реакция с водородом

Теперь определим, сколько водорода нам нужно для реакции. Реакция восстановления оксида железа (III) водородом выглядит так:

• Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O.

Из уравнения видно, что 1 моль Fe2O3 реагирует с 3 молями H2. Следовательно, 0.197 моль Fe2O3 будет реагировать с:

• 3 * 0.197 моль = 0.591 моль H2.

Шаг 5: Определение объема водорода при нормальных условиях

При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Теперь мы можем найти объем водорода:

• Объем H2 = количество молей * объем 1 моля = 0.591 моль * 22.4 л/моль ≈ 13.24 литра.

Ответ: Для замещения всего железа из 37 г образца оксида железа (III) с 15% примесей необходимо примерно 13.24 литра водорода при нормальных условиях.