Вариант 1. Задание 5. Определите массу железа, которая может быть получена из 8 кг оксида железа (III), если выход реакции составляет 85% от теоретически возможного. Приведите полное решение задачи с указанием всех формул и единиц измерения.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции восстановления оксида железа (III) железом:

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

2. Рассчитаем молярные массы:

M(Fe₂O₃) = 2 * M(Fe) + 3 * M(O) = 2 * 56 г/моль + 3 * 16 г/моль = 112 г/моль + 48 г/моль = 160 г/моль

M(Fe) = 56 г/моль

3. Определим теоретическое количество вещества оксида железа (III):

Дано: m(Fe₂O₃) = 8 кг = 8000 г

n(Fe₂O₃) = m(Fe₂O₃) / M(Fe₂O₃) = 8000 г / 160 г/моль = 50 моль

4. Рассчитаем теоретическое количество вещества железа по уравнению реакции:

Из уравнения видно, что из 1 моль Fe₂O₃ получается 2 моль Fe. Следовательно:

n(Fe) = n(Fe₂O₃) * 2 = 50 моль * 2 = 100 моль

5. Рассчитаем теоретическую массу железа:

m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 100 моль * 56 г/моль = 5600 г

6. Учтем процент выхода продукта (85%):

Практическая масса железа = Теоретическая масса * (Процент выхода / 100%)

m_практ(Fe) = 5600 г * (85 / 100) = 5600 г * 0.85 = 4760 г

7. Переведем массу в килограммы:

4760 г = 4.76 кг

Ответ: Масса железа, которая может быть получена, составляет 4.76 кг.