С2. Расчет массы угля для восстановления оксида железа (III):
- Запишем уравнение реакции:
Оксид железа (III) - это Fe2O3. Уголь (C) является восстановителем.
\[ Fe_2O_3 + 3C \xrightarrow{\Delta} 2Fe + 3CO \uparrow \] - Рассчитаем молярные массы:
Молярная масса Fe2O3 = 2 * 56 г/моль + 3 * 16 г/моль = 112 + 48 = 160 г/моль.
Молярная масса C = 12 г/моль.
- Рассчитаем количество вещества Fe2O3:
Масса Fe2O3 = 20 кг = 20000 г.
\[ n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{20000 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 125 \text{ моль} \] - Рассчитаем количество вещества угля (C), необходимое для реакции:
Согласно уравнению реакции, на 1 моль Fe2O3 требуется 3 моль C.
\[ n(C) = 3 * n(Fe_2O_3) = 3 * 125 \text{ моль} = 375 \text{ моль} \] - Рассчитаем массу чистого угля:
\[ m_{чист}(C) = n(C) * M(C) = 375 \text{ моль} * 12 \text{ г/моль} = 4500 \text{ г} \] - Рассчитаем массу угля с учетом примесей:
В угле содержится 10% примесей, значит, чистый уголь составляет 90%.
\[ m_{общая}(C) = \frac{m_{чист}(C)}{0.90} = \frac{4500 \text{ г}}{0.90} = 5000 \text{ г} \]
Ответ: 5000 г (или 5 кг).