Рассчитайте количество вещества оксида железа которое можно восстановить 3,36л водорода

Для решения данной задачи необходимо знать химическое уравнение реакции восстановления оксида железа (III) гидрогенизом. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O

Из уравнения видно, что для восстановления одной молекулы оксида железа (III) требуется 3 молекулы водорода.

Для расчета количества вещества оксида железа, которое можно восстановить 3,36 л водорода, сначала необходимо перевести объем водорода в количество вещества по формуле:

n(H2) = V/22,4

где V - объем водорода в литрах, 22,4 - молярный объем газа при нормальных условиях.

n(H2) = 3,36/22,4 = 0,15 моль

Так как для восстановления одной молекулы оксида железа (III) требуется 3 молекулы водорода, то для восстановления n(H2) молей водорода требуется n(Fe2O3) = n(H2)/3 моль оксида железа (III).

n(Fe2O3) = 0,15/3 = 0,05 моль

Таким образом, количество вещества оксида железа (III), которое можно восстановить 3,36 л водорода, равно 0,05 моль.

Для решения данной задачи необходимо сначала уточнить формулу оксида железа. В химии известны несколько оксидов железа, включая FeO (оксид железа(II)), Fe₂O₃ (оксид железа(III)) и Fe₃O₄ (магнетит или оксид железа(II,III)). Чаще всего в реакциях восстановления используют Fe₂O₃, поэтому предположим, что речь идет о нем.

1. Напишем уравнение реакции восстановления оксида железа(III) водородом: [ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O} ]

2. Определим молярные массы реагентов и продуктов:

   • Молярная масса ( \text{Fe}_2\text{O}_3 ) = 562 + 163 = 160 г/моль
   • Молярная масса ( \text{H}_2 ) = 2 г/моль

3. Переведем объем водорода в моли. При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль идеального газа занимает 22,4 литра. Таким образом, количество молей водорода: [ n_{\text{H}_2} = \frac{3,36 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,15 \text{ моль} ]

4. Из уравнения реакции видно, что 3 моль водорода восстанавливают 1 моль оксида железа(III). Таким образом, количество молей оксида железа(III), которое может быть восстановлено: [ n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = \frac{0,15 \text{ моль H}_2}{3} = 0,05 \text{ моль} ]

Итак, 0,05 моль оксида железа(III) может быть восстановлено 3,36 литрами водорода.