Чтобы решить задачу, мы будем использовать уравнение реакции и молярные массы веществ.
Уравнение реакции:
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O
Молярная масса Fe3O4: 3 * молярная масса Fe + 4 * молярная масса O = 3 * (55.845 г/моль) + 4 * (16.00 г/моль) = 231.53 г/моль
Молярная масса Fe: 55.845 г/моль
Молярная масса H2O: 2 * молярная масса H + молярная масса O = 2 * (1.008 г/моль) + 16.00 г/моль = 18.015 г/моль
а) Рассчитаем мольную массу Fe, зная массу полученного железа:
Мольная масса Fe = 16.8 г / (55.845 г/моль) = 0.301 моль
Так как соотношение Fe3O4:Fe в уравнении реакции составляет 1:1, то количество молей Fe3O4, принявших участие в реакции, также равно 0.301 моль.
Теперь рассчитаем массу отработанного железного шлака (Fe3O4):
Масса Fe3O4 = мольная масса Fe3O4 * количество молей Fe3O4 = 231.53 г/моль * 0.301 моль = 69.622 г
Ответ: Масса отработанного железного шлака составляет 69.622 г.
б) Так как соотношение H2O:Fe3O4 в уравнении реакции составляет 4:1, то количество молей H2O, участвующих в реакции, равно 4 * 0.301 моль = 1.204 моль.
Теперь рассчитаем массу воды:
Масса H2O = мольная масса H2O * количество молей H2O = 18.015 г/моль * 1.204 моль = 21.695 г
Ответ: Масса воды, участвующей в реакции, составляет 21.695 г.