Для решения этой задачи необходимо рассмотреть реакцию восстановления оксида железа (III) с водородом. Сначала запишем уравнение реакции:
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
Теперь давайте разберем шаги, необходимые для нахождения массы восстановителя (в данном случае водорода).
- Определим количество вещества водорода:
- По условию задачи, объем водорода составляет 44,8 дм³. При нормальных условиях (н.у.), 1 моль газа занимает 22,4 дм³.
- Чтобы найти количество вещества водорода, используем формулу:
n(H2) = V / Vm,
где V - объем газа, Vm - молярный объем газа (22,4 дм³/моль).
- Подставляем значения:
n(H2) = 44,8 дм³ / 22,4 дм³/моль = 2 моль.
- Определим количество вещества оксида железа (III):
- Согласно уравнению реакции, на 3 моль водорода требуется 1 моль оксида железа (III).
- Следовательно, для 2 моль водорода потребуется:
n(Fe2O3) = n(H2) / 3 = 2 моль / 3 = 0,67 моль.
- Теперь найдем массу оксида железа (III):
- Молярная масса Fe2O3:
2 * 55,85 (Fe) + 3 * 16,00 (O) = 159,7 г/моль.
- Теперь вычислим массу оксида железа:
m(Fe2O3) = n(Fe2O3) * M(Fe2O3) = 0,67 моль * 159,7 г/моль ≈ 106,77 г.
- Определим массу восстановителя (водорода):
- Согласно уравнению реакции, на 1 моль оксида железа требуется 3 моль водорода.
- Следовательно, для 0,67 моль оксида железа потребуется:
m(H2) = n(H2) * M(H2) = 2 моль * 2 г/моль = 4 г.
Таким образом, для восстановления оксида железа (III) потребуется 4 грамма водорода.