Какой объём оксида углерода (II) (н у) необходим для восстановления 8,4 г железа из оксида железа (III), если массовая доля выхода продукта этой реакции составляет 75% от теоретически возможного?

Химия Колледж Химические реакции и стехиометрия объём оксида углерода восстановление железа оксид железа химические реакции массовая доля выхода теоретически возможный выход химия 12 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько шагов, включая расчет молей железа, определение необходимого количества оксида углерода (II) для восстановления и учет выхода продукта реакции.

Шаг 1: Найдем количество молей железа.

Сначала определим, сколько молей железа содержится в 8,4 г. Для этого используем молярную массу железа (Fe), которая составляет примерно 56 г/моль.

• Количество молей железа (n(Fe)) = масса (г) / молярная масса (г/моль)
• n(Fe) = 8,4 г / 56 г/моль = 0,15 моль

Шаг 2: Определим реакцию восстановления.

Реакция восстановления оксида железа (III) (Fe2O3) с оксидом углерода (II) (CO) выглядит следующим образом:

• Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Из уравнения видно, что для восстановления 2 моль железа требуется 3 моль оксида углерода (II).

Шаг 3: Найдем, сколько молей CO нужно для восстановления 0,15 моль Fe.

Сначала найдем, сколько молей CO нужно для 0,15 моль Fe:

• По уравнению реакции: 2 моль Fe требуют 3 моль CO.
• Следовательно, 0,15 моль Fe требуют (3/2) * 0,15 моль CO = 0,225 моль CO.

Шаг 4: Найдем массу оксида углерода (II).

Теперь определим массу CO, используя его молярную массу, которая составляет примерно 28 г/моль:

• Масса CO = количество молей CO * молярная масса CO
• Масса CO = 0,225 моль * 28 г/моль = 6,3 г.

Шаг 5: Учет выхода продукта реакции.

Поскольку массовая доля выхода продукта составляет 75%, нам нужно учесть это в расчетах:

• Фактическая масса CO, необходимая для реакции = масса CO / (выход в долях) = 6,3 г / 0,75 = 8,4 г.

Шаг 6: Переводим массу CO в объем.

Для перевода массы в объем используем плотность оксида углерода (II), которая составляет примерно 1,25 г/л.

• Объем CO = масса CO / плотность CO
• Объем CO = 8,4 г / 1,25 г/л = 6,72 л.

Ответ: Необходимый объем оксида углерода (II) для восстановления 8,4 г железа из оксида железа (III) составляет 6,72 литра.