Какой объем водорода необходим для реакции с оксидом железа(III) массой 100 г, учитывая, что в нем содержится 25% примесей? Какова масса воды, которая образуется в ходе этой реакции?

Химия 9 класс Реакции с участием металлов и их оксидов объём водорода реакция с оксидом железа масса воды примеси в оксиде химические реакции расчет объема газа химия 9 класс Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Определение массы чистого оксида железа(III)

В условии задачи указано, что у нас есть 100 г оксида железа(III) с 25% примесей. Это означает, что только 75% от общей массы – это чистый оксид железа(III). Рассчитаем массу чистого вещества:

• Масса чистого оксида железа(III) = 100 г * (1 - 0.25) = 100 г * 0.75 = 75 г.

Шаг 2: Определение формулы оксида железа(III)

Оксид железа(III) имеет формулу Fe2O3. Теперь нам нужно определить, сколько моль этого вещества у нас есть.

Шаг 3: Расчет молекулярной массы Fe2O3

• Молярная масса Fe (железо) = 55.85 г/моль.
• Молярная масса O (кислород) = 16.00 г/моль.
• Молярная масса Fe2O3 = (2 * 55.85) + (3 * 16.00) = 111.70 + 48.00 = 159.70 г/моль.

Шаг 4: Расчет количества моль Fe2O3

Теперь мы можем рассчитать количество моль чистого оксида железа(III):

• Количество моль Fe2O3 = масса / молярная масса = 75 г / 159.70 г/моль ≈ 0.469 моль.

Шаг 5: Запись уравнения реакции

Реакция между оксидом железа(III) и водородом выглядит следующим образом:

Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O

Шаг 6: Определение количества водорода

Согласно уравнению реакции, на 1 моль Fe2O3 требуется 3 моль H2. Таким образом, для 0.469 моль Fe2O3 нам нужно:

• Количество моль H2 = 0.469 моль Fe2O3 * 3 = 1.407 моль H2.

Шаг 7: Расчет объема водорода

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Следовательно, объем водорода будет равен:

• Объем H2 = 1.407 моль * 22.4 л/моль ≈ 31.5 литра.

Шаг 8: Расчет массы воды, образующейся в реакции

Согласно уравнению реакции, на 1 моль Fe2O3 образуется 3 моль H2O. Таким образом, для 0.469 моль Fe2O3 мы получаем:

• Количество моль H2O = 0.469 моль Fe2O3 * 3 = 1.407 моль H2O.

Шаг 9: Расчет массы воды

Теперь рассчитаем массу воды, используя молярную массу H2O (18.02 г/моль):

• Масса H2O = 1.407 моль * 18.02 г/моль ≈ 25.4 г.

Итак, в итоге:

• Объем водорода, необходимый для реакции: примерно 31.5 литра.
• Масса воды, образующейся в ходе реакции: примерно 25.4 г.