Рассчитайте объем (дм³) кислорода (н. у.), прореагировавшего с железом массой 14 г, если в результате реакции образовалось вещество со степенью окисления атомов железа, равной +3.

Решение:

Дано:

Масса железа \( m(Fe) = 14 \) г

Степень окисления железа \( +3 \)

Найти:

Объем кислорода \( V(O_2) \) (н. у.)

Решение:

1. Напишем уравнение реакции образования оксида железа(III) из железа и кислорода:

\( 4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 \)

2. Рассчитаем молярную массу железа:

\( M(Fe) = 56 \) г/моль

3. Рассчитаем количество вещества железа:

\( \nu(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{14 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.25 \) моль

4. По уравнению реакции, из 4 моль железа получается 3 моль кислорода. Найдем количество вещества кислорода, прореагировавшего с 0.25 моль железа:

\( \nu(O_2) = \nu(Fe) \cdot \frac{3}{4} = 0.25 \text{ моль} \cdot \frac{3}{4} = 0.1875 \) моль

5. Рассчитаем объем кислорода (н. у.), используя молярный объем газов (22.4 л/моль):

\( V(O_2) = \nu(O_2) \cdot V_m = 0.1875 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 4.2 \) л

Переведем объем из литров в кубические дециметры (дм³), зная, что 1 л = 1 дм³:

\( V(O_2) = 4.2 \) дм³

Ответ: 4.2 дм³.