Добрый день! Рад быть вашим учителем и помочь с решением поставленной задачи.
Для начала, давайте разберемся с данными, которые мы имеем:
- Объем угарного газа (V), равный 19,72 л;
- Масса железной окалины (m_ок) составляет 90 г;
- Железная окалина содержит 80% Fe3O4.
Мы можем разбить решение этой задачи на несколько этапов:
1. Найдем массу Fe3O4 в исходной железной окалине.
Для этого мы можем использовать формулу:
масса Fe3O4 = масса окалины * процент содержания Fe3O4 / 100
Вставляя значения в формулу, получим:
масса Fe3O4 = 90 г * 80 / 100 = 72 г
3. Рассчитаем количество молей Fe3O4 в исходной железной окалине.
Количество молей Fe3O4 = масса Fe3O4 / мольная масса Fe3O4
Количество молей Fe3O4 = 72 г / 159,7 г/моль = 0,451 моль
4. Преобразуем объем угарного газа в мольный объем.
Используя уравнение состояния идеального газа (V=nRT/P), где:
V - объем газа (19,72 л),
n - количество молей газа (неизвестно),
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
T - температура газа (установим для простоты расчетов 298 К),
P - давление газа (примем равным атмосферному давлению, 1 атм).
Подставив значения в уравнение, получим:
19,72 л = n * 0,0821 л·атм/(моль·К) * 298 К / 1 атм
Получаем, что n = 0,815 моль
5. Используя соотношение между мольным количеством вещества и их коэффициентами в уравнении реакции, найдем мольное количество Fe3O4 и Fe.
Согласно сбалансированному уравнению реакции, для образования 1 моля Fe3O4 требуется 3 моля Fe. То есть, n(Fe3O4) = 0,451 моль, а n(Fe) = 0,451 моль * 3 = 1,353 моль.
6. Найдем массу Fe.
Для этого умножим количество молей Fe на его атомную массу:
масса Fe = n(Fe) * атомная масса Fe
масса Fe = 1,353 моль * 55,85 г/моль = 75,515 г
Таким образом, масса металла (Fe), полученного при пропускании 19,72 л угарного газа над 90 г железной окалины, составляет 75,515 г.
Для начала, давайте разберемся с данными, которые мы имеем:
- Объем угарного газа (V), равный 19,72 л;
- Масса железной окалины (m_ок) составляет 90 г;
- Железная окалина содержит 80% Fe3O4.
Мы можем разбить решение этой задачи на несколько этапов:
1. Найдем массу Fe3O4 в исходной железной окалине.
Для этого мы можем использовать формулу:
масса Fe3O4 = масса окалины * процент содержания Fe3O4 / 100
Вставляя значения в формулу, получим:
масса Fe3O4 = 90 г * 80 / 100 = 72 г
2. Определим мольную массу Fe3O4.
M(Fe3O4) = (масса Fe * 3 + масса O * 4)
M(Fe3O4) = (55,85 г/моль * 3 + 16 г/моль * 4)
M(Fe3O4) = 159,7 г/моль
3. Рассчитаем количество молей Fe3O4 в исходной железной окалине.
Количество молей Fe3O4 = масса Fe3O4 / мольная масса Fe3O4
Количество молей Fe3O4 = 72 г / 159,7 г/моль = 0,451 моль
4. Преобразуем объем угарного газа в мольный объем.
Используя уравнение состояния идеального газа (V=nRT/P), где:
V - объем газа (19,72 л),
n - количество молей газа (неизвестно),
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
T - температура газа (установим для простоты расчетов 298 К),
P - давление газа (примем равным атмосферному давлению, 1 атм).
Подставив значения в уравнение, получим:
19,72 л = n * 0,0821 л·атм/(моль·К) * 298 К / 1 атм
Получаем, что n = 0,815 моль
5. Используя соотношение между мольным количеством вещества и их коэффициентами в уравнении реакции, найдем мольное количество Fe3O4 и Fe.
Согласно сбалансированному уравнению реакции, для образования 1 моля Fe3O4 требуется 3 моля Fe. То есть, n(Fe3O4) = 0,451 моль, а n(Fe) = 0,451 моль * 3 = 1,353 моль.
6. Найдем массу Fe.
Для этого умножим количество молей Fe на его атомную массу:
масса Fe = n(Fe) * атомная масса Fe
масса Fe = 1,353 моль * 55,85 г/моль = 75,515 г
Таким образом, масса металла (Fe), полученного при пропускании 19,72 л угарного газа над 90 г железной окалины, составляет 75,515 г.