Вычислите массу и объём водорода, который потребуется для восстановления 140 г железа из оксида железа(3).Рассчитайте

Найдем количество вещества железа по формуле:

n = m : M.       

М(Fe) = 56 г/моль.

n = 140  г : 56 г/моль = 2.5 моль.

Составим уравнение реакции, найдем количественные соотношения веществ.

Fe ₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

  По уравнению реакции на 2 моль  железа   приходится 3 моль водорода.  Вещества находятся в количественных соотношениях 2 : 3 = 1 : 1,5

Количество вещества водорода будет в 1,5 раза больше, чем количество вещества железа. 

n (Н₂) = 1,5 n(Fe )  = 2,5 × 1,5 = 3,75  моль.

2 моль  Fe  – 3 моль Н₂,

2,5 моль  Fe  – х моль Н_2,

 х моль Н₂ = (2,5 моль × 3 моль) : 2 моль = 3,75 моль.

Найдем объем водорода.

V = V_n n, где  V_{n –} молярный объем газа, равный 22,4 л/ моль, а n- количество вещества.

V = 3,75 моль × 22,4 л/моль =84 л.

Найдем массу водорода.

М(Н₂) = 2 г/моль.

m = 3,75  × 2 г/моль = 7,5 г.

Найдем массу оксида железа.

По уравнению реакции на 2 моль  железа   приходится 1 моль оксида железа.  Вещества находятся в количественных соотношениях 1 : 2.

Количество вещества оксида железа будет в 2 раза меньше, чем количество вещества железа. 

n (Fe₂O₃ ) = 2 n(Fe )  = 2,5 : 2 = 1,25  моль.

Найдем массу оксида железа.

m = n × M.

М(Fe₂O₃) = 56 × 2 + 48 = 160 г/моль.

m = 160 г/моль × 1,25 моль = 200 г.

Ответ: 7,5 г; 84 л; 200г.