12. Задача на примеси. Определите массу железа, которое образуется при взаимодействии водорода с 200г оксида железа(+3), содержащего 20% примесей.

Решение:

Дано:

• \( m_{смеси} = 200 \) г
• \( w_{примесей} = 20\% \)
• \( Fe_2O_3 \) + \( H_2 \rightarrow Fe + H_2O \)

Найти: \( m_{Fe} \)

1. Масса чистого оксида железа(III):

\( w_{Fe_2O_3} = 100\% - 20\% = 80\% \)

\( m_{Fe_2O_3} = m_{смеси} \times w_{Fe_2O_3} = 200 \text{ г} \times 0.80 = 160 \text{ г} \)

2. Молярная масса оксида железа(III) и железа:

\( M(Fe_2O_3) = 2 \times M(Fe) + 3 \times M(O) = 2 \times 56 + 3 \times 16 = 112 + 48 = 160 \text{ г/моль} \)

\( M(Fe) = 56 \text{ г/моль} \)

3. Количество вещества оксида железа(III):

\( \nu(Fe_2O_3) = \frac{m_{Fe_2O_3}}{M(Fe_2O_3)} = \frac{160 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль} \)

4. Уравнение реакции и соотношение веществ:

\( Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{} 2Fe + 3H_2O \)

Из уравнения следует, что из 1 моль \( Fe_2O_3 \) образуется 2 моль \( Fe \).

5. Количество вещества железа:

\( \nu(Fe) = \nu(Fe_2O_3) \times 2 = 1 \text{ моль} \times 2 = 2 \text{ моль} \)

6. Масса железа:

\( m_{Fe} = \nu(Fe) \times M(Fe) = 2 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 112 \text{ г} \)

Ответ: Масса железа составляет 112 г.