Для решения задачи определим состав железной окалины и необходимые реакции. Дадим определение, что железная окалина — это оксид железа FeO,Fe2O3,илисмесьFeO, Fe2O3, или смесьFeO,Fe2O3,илисмесь и кроме этого, содержится 10% примесей. Это означает, что в 1 кг окалины железо будет составлять 90% от массы.
Рассчитаем массу железа в 1 кг окалины: Масса железа=1 кг×0.90=0.9 кг
\text{Масса железа} = 1 \text{ кг} \times 0.90 = 0.9 \text{ кг} Массажелеза=1кг×0.90=0.9кг
Реакция восстановления железа с угарным газом: Восстановление оксида железа с угарным газом COCOCO можно описать уравнением: Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{CO} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO}_2 Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2
или FeO+CO→Fe+CO2
\text{FeO} + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2 FeO+CO→Fe+CO2
Здесь мы будем рассматривать уравнение восстановления Fe2O3, как наиболее распространенное.
Найдем количество железа, которое может быть получено из Fe2O3: Для реакции восстановления: 1 моль Fe2O3 (160 г)→2 моль Fe (56 г)
\text{1 моль Fe}_2\text{O}_3 \text{ (160 г)} \rightarrow 2 \text{ моль Fe (56 г)} 1 моль Fe2O3 (160 г)→2моль Fe (56 г)
Значит, 160 г Fe2O3 дадут 112 г Fe. Исходя из этого:
Чтобы получить 0.9 кг или900гили 900 гили900г железа, нам нужно рассчитать количество Fe2O3: Масса Fe2O3=900 г×160 г112 г≈1286 г
\text{Масса Fe}_2\text{O}_3 = \frac{900 \text{ г} \times 160 \text{ г}}{112 \text{ г}} \approx 1286 \text{ г} Масса Fe2O3=112г900г×160г≈1286г
Теперь вычислим количество угарного газа: Для восстановления одного моля Fe2O3 требуется 3 моля CO: 1 моль Fe2O3→3 моль CO
1 \text{ моль Fe}_2\text{O}_3 \rightarrow 3 \text{ моль CO} 1моль Fe2O3→3моль CO
Следовательно, 1286 г Fe2O3 или(1286160)мольили (\frac{1286}{160} ) мольили(1601286)моль требуют: 3×1286 г160 г=3858160≈24.24 моль CO
3 \times \frac{1286 \text{ г}}{160 \text{ г}} = \frac{3858}{160} \approx 24.24 \text{ моль CO} 3×160г1286г=1603858≈24.24моль CO
Теперь переводим моли угарного газа в объем: Объем одного моля газа при нормальных условиях 0°Cи1атм0°C и 1 атм0°Cи1атм составляет 22.4 литра. Следовательно: V=24.24 моль×22.4лмоль≈544 литров CO
V = 24.24 \text{ моль} \times 22.4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} \approx 544 \text{ литров CO} V=24.24моль×22.4мольл≈544литров CO
Таким образом, для восстановления 1 кг железной окалины с 10% примесами потребуется примерно 544 литра угарного газа.
Для решения задачи определим состав железной окалины и необходимые реакции. Дадим определение, что железная окалина — это оксид железа FeO,Fe2O3,илисмесьFeO, Fe2O3, или смесьFeO,Fe2O3,илисмесь и кроме этого, содержится 10% примесей. Это означает, что в 1 кг окалины железо будет составлять 90% от массы.
Рассчитаем массу железа в 1 кг окалины:
Масса железа=1 кг×0.90=0.9 кг \text{Масса железа} = 1 \text{ кг} \times 0.90 = 0.9 \text{ кг}
Масса железа=1 кг×0.90=0.9 кг
Реакция восстановления железа с угарным газом:
Восстановление оксида железа с угарным газом COCOCO можно описать уравнением:
Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2 \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{CO} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO}_2
Fe2 O3 +3CO→2Fe+3CO2 или
FeO+CO→Fe+CO2 \text{FeO} + \text{CO} \rightarrow \text{Fe} + \text{CO}_2
FeO+CO→Fe+CO2 Здесь мы будем рассматривать уравнение восстановления Fe2O3, как наиболее распространенное.
Найдем количество железа, которое может быть получено из Fe2O3:
Для реакции восстановления:
1 моль Fe2O3 (160 г)→2 моль Fe (56 г) \text{1 моль Fe}_2\text{O}_3 \text{ (160 г)} \rightarrow 2 \text{ моль Fe (56 г)}
1 моль Fe2 O3 (160 г)→2 моль Fe (56 г) Значит, 160 г Fe2O3 дадут 112 г Fe. Исходя из этого:
Чтобы получить 0.9 кг или900гили 900 гили900г железа, нам нужно рассчитать количество Fe2O3:
Масса Fe2O3=900 г×160 г112 г≈1286 г \text{Масса Fe}_2\text{O}_3 = \frac{900 \text{ г} \times 160 \text{ г}}{112 \text{ г}} \approx 1286 \text{ г}
Масса Fe2 O3 =112 г900 г×160 г ≈1286 г
Теперь вычислим количество угарного газа:
Для восстановления одного моля Fe2O3 требуется 3 моля CO:
1 моль Fe2O3→3 моль CO 1 \text{ моль Fe}_2\text{O}_3 \rightarrow 3 \text{ моль CO}
1 моль Fe2 O3 →3 моль CO Следовательно, 1286 г Fe2O3 или(1286160)мольили (\frac{1286}{160} ) мольили(1601286 )моль требуют:
3×1286 г160 г=3858160≈24.24 моль CO 3 \times \frac{1286 \text{ г}}{160 \text{ г}} = \frac{3858}{160} \approx 24.24 \text{ моль CO}
3×160 г1286 г =1603858 ≈24.24 моль CO
Теперь переводим моли угарного газа в объем:
Объем одного моля газа при нормальных условиях 0°Cи1атм0°C и 1 атм0°Cи1атм составляет 22.4 литра. Следовательно:
V=24.24 моль×22.4лмоль≈544 литров CO V = 24.24 \text{ моль} \times 22.4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} \approx 544 \text{ литров CO}
V=24.24 моль×22.4мольл ≈544 литров CO
Таким образом, для восстановления 1 кг железной окалины с 10% примесами потребуется примерно 544 литра угарного газа.