Контрольные задания > Какой объём водорода (н. у.) потребуется для реакции замещения с 480 кг оксида железа (III) Fe2O3? Какое количество вещества воды образуется при этом? Учтите, что в условии масса вещества дана в килограммах, следовательно, расчёт количества вещества ведите в киломолях, а объём — в кубических метрах.
Вопрос:
Какой объём водорода (н. у.) потребуется для реакции замещения с 480 кг оксида железа (III) Fe2O3? Какое количество вещества воды образуется при этом? Учтите, что в условии масса вещества дана в килограммах, следовательно, расчёт количества вещества ведите в киломолях, а объём — в кубических метрах.
Ответ:
Для решения этой задачи нам понадобится уравнение реакции замещения водородом оксида железа (III). Уравнение выглядит следующим образом:
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
**Шаг 1: Нахождение молярной массы Fe₂O₃**
Молярная масса железа (Fe) ≈ 56 г/моль, а кислорода (O) ≈ 16 г/моль. Молярная масса Fe₂O₃ = 2 * 56 г/моль + 3 * 16 г/моль = 112 г/моль + 48 г/моль = 160 г/моль.
**Шаг 2: Перевод массы оксида железа в моли**
Масса оксида железа дана в килограммах (480 кг), переведем в граммы: 480 кг = 480000 г.
Количество молей Fe₂O₃ = масса / молярная масса = 480000 г / 160 г/моль = 3000 моль.
**Шаг 3: Расчет молей водорода и воды**
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Fe₂O₃ требуется 3 моль H₂. Следовательно, для 3000 моль Fe₂O₃ потребуется: 3 * 3000 моль = 9000 моль H₂. Также из уравнения реакции видно, что образуется 3 моль H₂O на 1 моль Fe₂O₃. Следовательно, образуется 3 * 3000 = 9000 моль H₂O.
**Шаг 4: Расчет объема водорода**
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Объем 9000 моль водорода = 9000 моль * 22.4 л/моль = 201600 л.
Переведем в кубические метры: 201600 л = 201.6 м³
**Ответ:** Для реакции замещения потребуется 9000 моль (201.6 м³) водорода. В результате реакции образуется 9000 моль воды.