Дано: эквивалентная масса железа в его оксиде = 18.6 г/моль, масса оксида = 16 г, нормальные условия (н.у.) - температура 0°C (273K), давление 1 атмосфера (101.3 кПа).
Найти: объем водорода идущего на восстановление 16 г оксида при н.у.
Решение с расчетом:
Сначала найдем количество вещества оксида (FeO), используя его молярную массу:
n(FeO) = масса / эквивалентная масса,
n(FeO) = 16 г / 18.6 г/моль,
n(FeO) ≈ 0.8602 моль.
Затем определим количество вещества водорода (H2), необходимого для восстановления данного количества оксида:
Уравнение реакции для восстановления оксида железа:
3FeO + H2 -> 2Fe + H2O.
Из уравнения реакции видно, что на один моль FeO требуется один моль H2.
Таким образом, количество вещества водорода равно количеству вещества оксида:
n(H2) = 0.8602 моль.
Используем уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем водорода:
PV = nRT, где
P - давление,
V - объем,
n - количество молей,
R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л·атм/(моль·K)),
T - температура в Кельвинах.
Объем водорода:
V = nRT / P,
V = 0.8602 моль * 0.0821 л·атм/(моль·K) * 273K / 1 атм,
V ≈ 19.2 л.
Ответ: Объем водорода, необходимый для восстановления 16 г оксида железа при нормальных условиях, составляет примерно 19.2 л.