Дано:
Масса магнитного железняка (m) = 690 кг
Процент примесей (%) = 20%
Найти:
Объем угарного газа (V) в стандартных условиях (н. у.)
Решение:
1. Найдем массу чистого железа в магнитном железняке:
Масса чистого железа = масса железняка - масса примесей
Масса чистого железа = 690 кг - 0.2 * 690 кг
Масса чистого железа = 690 кг - 138 кг = 552 кг
2. Рассчитаем количество вещества чистого железа по формуле:
n = m / M, где
n - количество вещества (моль),
m - масса вещества (кг),
M - молярная масса вещества (Fe - железа)
M(Fe) = 55.845 г/моль = 0.055845 кг/моль
n = 552 кг / 0.055845 кг/моль ≈ 9878.08 моль
3. По реакции восстановления Fe2O3 → 2Fe + 3/2O2 видно, что один моль Fe требует 1 моль O2.
Значит, для 9878.08 моль Fe потребуется 9878.08 моль O2.
4. Объем угарного газа можно рассчитать через объем кислорода:
V(O2) = nRT/P, где
V - объем газа (м³),
n - количество вещества газа (моль),
R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
T - температура газа (K),
P - давление газа (Па).
При стандартных условиях (н. у.):
T = 273 K,
P = 101325 Па.
5. Подставляем значения и находим объем угарного газа:
V(O2) = 9878.08 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 273 K / 101325 Па
V(O2) ≈ 21.13 м³
Ответ:
Объем угарного газа, который потребуется для восстановления железа из 690 кг магнитного железняка, составляющего 20% примесей, равен приблизительно 21.13 м³.