2-33. Какую массу железа надо взять, чтобы получить 116 г железной окалины Fe3O4? Какая масса кислорода будет израсходована в этой реакции?

Для решения задачи необходимо знать молярные массы веществ: Fe (56 г/моль), Fe₃O₄ (232 г/моль) и O₂ (32 г/моль).

1. Запишем уравнение реакции образования железной окалины:

$$3Fe + 2O_2 = Fe_3O_4$$

2. Найдем количество вещества железной окалины:

$$n(Fe_3O_4) = \frac{m(Fe_3O_4)}{M(Fe_3O_4)} = \frac{116 \text{ г}}{232 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$

3. По уравнению реакции определим количество вещества железа и кислорода:

Для 1 моль Fe₃O₄ требуется 3 моль Fe, значит, для 0.5 моль Fe₃O₄ потребуется:

$$n(Fe) = 3 \cdot n(Fe_3O_4) = 3 \cdot 0.5 \text{ моль} = 1.5 \text{ моль}$$

Для 1 моль Fe₃O₄ требуется 2 моль O₂, значит, для 0.5 моль Fe₃O₄ потребуется:

$$n(O_2) = 2 \cdot n(Fe_3O_4) = 2 \cdot 0.5 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$$

4. Рассчитаем массу железа и кислорода:

$$m(Fe) = n(Fe) \cdot M(Fe) = 1.5 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 84 \text{ г}$$ $$m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) = 1 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 32 \text{ г}$$

Ответ: Масса железа, которую необходимо взять, равна 84 г, масса кислорода равна 32 г.