a) Составить цепочку превращений: Al → Al2O3 → Al(NO3)3 → Al(OH)3 → K[Al(OH)4] → KAlO2 → Al2(SO4)3 b) ОВР 1) V2O5 + Al → Al2O3 + V 2) Fe2O3 + C → CO + Fe c) РИО 1) Fe(NO3)2 + KOH → 2) Al(OH)3 + H2SO4 → d) Сколько тонн железа можно получить, восстанавливая углем 640 тонн магнитного железняка, содержащего 15% примесей?

a) Цепочка превращений:

1. $$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$$

Алюминий реагирует с кислородом, образуя оксид алюминия.

2. $$Al_2O_3 + 6HNO_3 \rightarrow 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O$$

Оксид алюминия реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат алюминия и воду.

3. $$Al(NO_3)_3 + 3KOH \rightarrow Al(OH)_3 + 3KNO_3$$

Нитрат алюминия реагирует с гидроксидом калия, образуя гидроксид алюминия и нитрат калия.

4. $$Al(OH)_3 + KOH \rightarrow K[Al(OH)_4]$$

Гидроксид алюминия реагирует с гидроксидом калия, образуя тетрагидроксоалюминат калия.

5. $$K[Al(OH)_4] \rightarrow KAlO_2 + 2H_2O$$

Тетрагидроксоалюминат калия разлагается, образуя метаалюминат калия и воду.

6. $$2KAlO_2 + H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + K_2O + H_2O$$

Метаалюминат калия реагирует с серной кислотой, образуя сульфат алюминия, оксид калия и воду.

b) ОВР (Окислительно-восстановительные реакции):

1. $$2V_2O_5 + 10Al \rightarrow 4Al_2O_3 + 4V$$

Оксид ванадия(V) реагирует с алюминием, образуя оксид алюминия и ванадий.

2. $$Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO$$

Оксид железа(III) реагирует с углеродом, образуя железо и угарный газ.

c) РИО (Реакции ионного обмена):

1. $$Fe(NO_3)_2 + 2KOH \rightarrow Fe(OH)_2 + 2KNO_3$$

Нитрат железа(II) реагирует с гидроксидом калия, образуя гидроксид железа(II) и нитрат калия.

2. $$2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O$$

Гидроксид алюминия реагирует с серной кислотой, образуя сульфат алюминия и воду.

d) Расчет количества железа:

Магнитный железняк - это Fe3O4. Сначала определим массу чистого железняка в 640 тонн руды:

$$m(Fe_3O_4) = 640 \cdot (1 - 0.15) = 640 \cdot 0.85 = 544 \text{ тонн}$$

Теперь найдем количество вещества Fe3O4:

$$M(Fe_3O_4) = 3 \cdot 56 + 4 \cdot 16 = 168 + 64 = 232 \text{ г/моль}$$

Переведем тонны в граммы: 544 т = 544 * 10^6 г

$$n(Fe_3O_4) = \frac{544 \cdot 10^6 \text{ г}}{232 \text{ г/моль}} = 2344827.59 \text{ моль}$$

Из уравнения реакции $$Fe_3O_4 + 4C \rightarrow 3Fe + 4CO$$ видно, что из 1 моль Fe3O4 получается 3 моль Fe.

Значит, количество вещества железа:

$$n(Fe) = 3 \cdot n(Fe_3O_4) = 3 \cdot 2344827.59 = 7034482.77 \text{ моль}$$

Теперь найдем массу железа:

$$M(Fe) = 56 \text{ г/моль}$$ $$m(Fe) = n(Fe) \cdot M(Fe) = 7034482.77 \cdot 56 = 393931035.12 \text{ г}$$

Переведем граммы в тонны: 393931035.12 г = 393.93 тонн

Ответ: 393.93 тонн железа