Дано:
Масса смеси железа и оксида железа (III) = 14,4 г
Объем выделившегося газа = 4,48 дм³
Найти:
а) Уравнения протекающих химических реакций.
б) Массовые доли веществ в исходной смеси.
Решение:
а) Уравнения протекающих химических реакций:
1) Восстановление оксида железа (III) водородом:
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
2) Реакция обработки продуктов реакции избытком соляной кислоты:
Fe + 6HCl → FeCl2 + 3H2↑
б) Определение массовых долей веществ в исходной смеси:
1. Найдем количество вещества железа, восстановленного из оксида железа (III):
Из уравнения реакции видно, что на каждый моль Fe2O3 образуется 2 моля Fe.
n(Fe) = 14,4 г / 56 г/моль = 0,257 моль
2. Найдем количество вещества оксида железа (III):
n(Fe2O3) = m(Fe2O3) / M(Fe2O3)
M(Fe2O3) = 2*55,85 г/моль + 3*16 г/моль = 159,7 г/моль
n(Fe2O3) = 14,4 г / 159,7 г/моль ≈ 0,09 моль
3. Найдем массовую долю железа и оксида железа (III) в исходной смеси:
Массовая доля Fe = (мольная масса Fe * n(Fe)) / (мольная масса Fe * n(Fe) + мольная масса Fe2O3 * n(Fe2O3)) = (55,85 г/моль * 0,257 моль ) / (55,85 г/моль * 0,257 моль + 159,7 г/моль * 0,09 моль) ≈ 0,35
Массовая доля Fe2O3 = 1 - 0,35 ≈ 0,65
Ответ:
а) Уравнения протекающих химических реакций:
1) Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
2) Fe + 6HCl → FeCl2 + 3H2↑
б) Массовая доля железа в исходной смеси составляет примерно 35%, а массовая доля оксида железа (III) - примерно 65%.