Для решения этой задачи мы должны сначала составить уравнение реакции между оксидом железа (III) и углеродом:

Fe2O3 + 3C -> 2Fe + 3CO2

Согласно уравнению, для получения 1 моль углекислого газа необходим 1 моль оксида железа (III) и 3 моля углерода.

Молярная масса Fe2O3 = 255,85 + 316 = 159,69 г/моль
Молярная масса C = 12 г/моль

Для расчета количества углерода, которое может реагировать с 20 г Fe2O3, сначала найдем количество молей Fe2O3:
n(Fe2O3) = m/M = 20/159,69 = 0,125 моль

Из уравнения реакции видно, что для реакции с 0,125 молью Fe2O3 необходимо 0,375 моля углерода. Найдем количество молей углерода:
n(C) = m/M = 5/12 = 0,4167 моль

Таким образом, углерод является избыточным реагентом в данной реакции. Следовательно, вся масса оксида железа (III) реагирует полностью.

Теперь найдем количество углекислого газа, который образуется при реакции. Согласно уравнению реакции, на каждый моль Fe2O3 образуется 3 моля CO2. Таким образом, количество молей CO2 равно:
n(CO2) = 3 n(Fe2O3) = 3 0,125 = 0,375 моль

И, наконец, найдем объем углекислого газа при н.у., используя уравнение Менделеева-Клапейрона:
V = n Vm = 0,375 22,4 = 8,4 л

Итак, объем углекислого газа при н.у., которые образуются при данной реакции, составляет 8,4 л, а количество вещества составляет 0,375 моль.