Задание № 2 (3 балла) Железо из красного железняка, состоящего в основном из оксида железа (III) Fe2O3, можно получить, обработав железняк водородом. Этому процессу соответствует схема реакции: Fe2O3 + H2 → Fe + H2O Самостоятельно расставьте коэффициенты. Вычислите объем водорода (н.у.), который потребуется для получения 14 г железа.

Для начала, необходимо уравнять химическое уравнение. Схема реакции:

$$\text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{H}_2 \rightarrow \text{Fe} + \text{H}_2\text{O}$$

Уравниваем реакцию:

$$\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O}$$

Теперь, когда уравнение уравнено, мы можем приступить к расчету объема водорода, необходимого для получения 14 г железа. Сначала найдем количество вещества железа (n):

Молярная масса железа (Fe) равна 56 г/моль.

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

Из уравнения реакции видно, что для получения 2 моль железа требуется 3 моль водорода. Следовательно, для получения 0.25 моль железа потребуется:

$$n(\text{H}_2) = \frac{3 \text{ моль H}_2}{2 \text{ моль Fe}} \cdot 0.25 \text{ моль Fe} = 0.375 \text{ моль H}_2$$

Теперь мы можем вычислить объем водорода при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем газа при н.у. составляет 22.4 л/моль.

$$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot V_m = 0.375 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 8.4 \text{ л}$$

Ответ: 8.4 л