4. В результате восстановления алюминием оксида железа (III) массой 128 г получили железо и оксид алюминия. Практический выход реакции составил 85%. Рассчитайте массу полученного железа.

Задание 4. Восстановление оксида железа алюминием

Дано:

• Масса оксида железа (III) Fe₂O₃: \( m(Fe₂O₃) = 128 \) г.
• Практический выход железа: \( \text{Выход} = 85 \% \).

Найти: массу полученного железа \( m(Fe) \).

Решение:

1. Напишем уравнение реакции:

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

2. Рассчитаем молярные массы:
• Fe₂O₃: \( M(Fe₂O₃) = 2 \times 56 + 3 \times 16 = 112 + 48 = 160 \) г/моль.
• Fe: \( M(Fe) = 56 \) г/моль.
3. Рассчитаем количество вещества Fe₂O₃:

n(Fe₂O₃) = \(\frac{m(Fe₂O₃)}{M(Fe₂O₃)}\) = \(\frac{128 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}}\) = 0,8 \(\text{ моль}\)

4. Рассчитаем теоретическую массу железа (по уравнению реакции):
• Из уравнения видно, что из 1 моль Fe₂O₃ получается 2 моль Fe.
• Следовательно, из 0,8 моль Fe₂O₃ получится: \( n(Fe) = 2 \times n(Fe₂O₃) = 2 \times 0,8 = 1,6 \) моль.
• Теоретическая масса железа:

m_{теор}(Fe) = n(Fe) \(\times\) M(Fe) = 1,6 \(\text{ моль}\) \(\times\) 56 \(\text{ г/моль}\) = 89,6 \(\text{ г}\)

5. Рассчитаем практическую массу железа с учетом выхода 85%:

m_{практ}(Fe) = \(\frac{m_{теор}(Fe) \times \text{Выход}}{100}\) = \(\frac{89,6 \text{ г} \times 85}{100}\) = 76,16 \(\text{ г}\)

Ответ: 76,16 г.