Какой обьем водорода потребуется для восстановления железа из 80г оксида железа III

Для решения этой задачи нам нужно сначала определить химическую формулу оксида железа(III), которая является Fe₂O₃. Затем рассчитаем, сколько молей Fe₂O₃ содержится в 80 граммах этого вещества, и определим, сколько молей водорода потребуется для его восстановления до железа.

1. Найти молярную массу Fe₂O₃:

   • Атомная масса Fe (железа) = 55.85 г/моль.
   • Атомная масса O (кислорода) = 16.00 г/моль.
   • Молярная масса Fe₂O₃ = (2 × 55.85) + (3 × 16.00) = 111.7 + 48.0 = 159.7 г/моль.

2. Рассчитать количество молей Fe₂O₃ в 80 г: ( \text{Моли Fe₂O₃} = \frac{\text{Масса Fe₂O₃}}{\text{Молярная масса Fe₂O₃}} = \frac{80 \text{ г}}{159.7 \text{ г/моль}} \approx 0.501 \text{ моль} ).

3. Написать уравнение реакции восстановления Fe₂O₃ водородом: [ \text{Fe₂O₃} + 3\text{H₂} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H₂O} ]

   Из уравнения видно, что 1 моль Fe₂O₃ реагирует с 3 молями H₂. Значит, для восстановления 0.501 моль Fe₂O₃ потребуется: [ 3 \times 0.501 \text{ моль H₂} = 1.503 \text{ моль H₂} ]

4. Рассчитать объем водорода, необходимого для реакции: При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Таким образом, объем водорода, который потребуется, составит: [ 1.503 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 33.67 \text{ литры H₂} ]

Итак, для восстановления железа из 80 г оксида железа(III) потребуется приблизительно 33.67 литра водорода при стандартных условиях.

Для восстановления 80 г оксида железа III (Fe2O3) необходимо знать, что реакция происходит по следующему уравнению:

2Fe2O3 + 3H2 -> 4Fe + 3H2O

Из уравнения видно, что для восстановления одной молекулы Fe2O3 требуется 3 молекул водорода (H2). Молярная масса Fe2O3 составляет 160 г/моль, а молярная масса H2 равна 2 г/моль.

Таким образом, для восстановления 80 г Fe2O3 потребуется:

80 г Fe2O3 / 160 г/моль = 0,5 моль Fe2O3

Так как коэффициент перед H2 в уравнении 3, то для восстановления 0,5 моль Fe2O3 потребуется:

0,5 моль Fe2O3 x 3 = 1,5 моль H2

Итак, для восстановления 80 г оксида железа III понадобится 1,5 моль водорода. Для расчета объема водорода можно использовать уравнение состояния идеального газа: V = nRT/P, где V - объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.