Вычислите массу и объём водорода, который потребуется для восстановления 140 г железа из оксида железа (3). Рассчитайте массу оксида железа (3), который потребуется для реакции.

Найдем количество вещества железа по формуле:

n = m : M.

М (Fe) = 56 г/моль.

n = 140 г: 56 г/моль = 2.5 моль.

Составим уравнение реакции, найдем количественные соотношения веществ.

Fe ₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

По уравнению реакции на 2 моль железа приходится 3 моль водорода. Вещества находятся в количественных соотношениях 2 : 3 = 1 : 1,5

Количество вещества водорода будет в 1,5 раза больше, чем количество вещества железа.

n (Н₂) = 1,5 n (Fe) = 2,5 * 1,5 = 3,75 моль.

2 моль Fe - 3 моль Н₂,

2,5 моль Fe - х моль Н_2,

х моль Н₂ = (2,5 моль * 3 моль) : 2 моль = 3,75 моль.

Найдем объем водорода.

V = V_n n, где V_{n -} молярный объем газа, равный 22,4 л / моль, а n - количество вещества.

V = 3,75 моль * 22,4 л/моль = 84 л.

Найдем массу водорода.

М (Н₂) = 2 г/моль.

m = 3,75 * 2 г/моль = 7,5 г.

Найдем массу оксида железа.

По уравнению реакции на 2 моль железа приходится 1 моль оксида железа. Вещества находятся в количественных соотношениях 1 : 2.

Количество вещества оксида железа будет в 2 раза меньше, чем количество вещества железа.

n (Fe₂O₃) = 2 n (Fe) = 2,5 : 2 = 1,25 моль.

Найдем массу оксида железа.

m = n * M.

М (Fe₂O₃) = 56 * 2 + 48 = 160 г/моль.

m = 160 г/моль * 1,25 моль = 200 г.

Ответ: 7,5 г; 84 л; 200 г.