Из магнитного железняка, состоящего в основном из Fe3O4, можно получить железо, обработав железняк водородом. Этому процессу соответствует схема реакции: Fe3O4 + H₂ → Fe + H₂O Самостоятельно расставьте коэффициенты. Вычислите объём водорода, который потребуется: а) для получения 42 г железа, б) для обработки 58 г Fe3O4

Решение:

1. Расстановка коэффициентов:

   Сначала уравняем реакцию:

   \[ 3Fe_3O_4 + H_2 \rightarrow 4Fe + 4H_2O \]

2. Молярные массы:

   Молярная масса Fe₃O₄ = 3 * 56 + 4 * 16 = 168 + 64 = 232 г/моль.

   Молярная масса Fe = 56 г/моль.

   Молярная масса H₂ = 2 г/моль.

3. Расчет для пункта а):
• Масса железа: 42 г
• Количество вещества железа:

\[
u(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{42 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.75 \text{ моль} \]

• Количество вещества водорода: из уравнения реакции следует, что на 4 моль Fe требуется 3 моль H₂.

\[
u(H_2) =
u(Fe) * \frac{3}{4} = 0.75 \text{ моль} * \frac{3}{4} = 0.5625 \text{ моль} \]

• Объем водорода (при н.у.):

\[ V(H_2) =
u(H_2) * V_m = 0.5625 \text{ моль} * 22.4 \text{ л/моль} = 12.6 \text{ л} \]

• Расчет для пункта б):
• Масса Fe₃O₄: 58 г
• Количество вещества Fe₃O₄:

\[
u(Fe_3O_4) = \frac{m(Fe_3O_4)}{M(Fe_3O_4)} = \frac{58 \text{ г}}{232 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль} \]

• Количество вещества водорода: из уравнения реакции следует, что на 3 моль Fe₃O₄ требуется 3 моль H₂ (соотношение 1:1).

\[
u(H_2) =
u(Fe_3O_4) = 0.25 \text{ моль} \]

• Объем водорода (при н.у.):

\[ V(H_2) =
u(H_2) * V_m = 0.25 \text{ моль} * 22.4 \text{ л/моль} = 5.6 \text{ л} \]

Ответ:

• а) 12.6 л
• б) 5.6 л