При окислении 300 г чугуна в токе кислорода образовалось 33,6л оксида углерода (4).Определите массовую долю (в %) железа

Чугуном называют сплав железа с углеродом. Также в чугун могут добавлять и другие легирующие добавки. Но т.к. в условии задачи о них ничего не сказано, значит в данном случае в состав чугуна входит только железо и углерод.

При прокаливании чугуна в кислороде образуются оксиды всех компонентов. В нашем случае это оксид железа (III) и оксид углерода (IV). Зная объем углекислого газа можно найти массу углерода в навеске и вычислить массовые доли углерода и железа.

Уравнение горения углерода в кислороде можно записать в виде:

С + O2 = CO2

Из уравнения видно, что количество вещества углерода и углекислого газа равны.

Найдем количество вещества CO2 через его объем. Объем 1 моль газа по закону Авогадро составляет 22,4 л. Значит:

n(CO2) = V / Vm = 33.6 / 22.4 = 1.5 моль

Количество вещества углерода также равно 1,5 моль. Молярная масса углерода = 12 г/моль.

m(C) = n * M = 1.5 * 12 = 18 г.

В навеске 300 г чугуна было 18 г. углерода. Масса железа соответственно = 300 - 18 = 282 г.

Найдем массовую долю железа:

w = (282 * 100) / 300 = 94%

Ответ: массовая доля железа в чугуне 94%