Дано:
1. Масса железа: m(Fe) = 84 г.
2. Молярная масса железа (Fe): M(Fe) = 55,85 г/моль.
3. Молярная масса водорода (H2): M(H2) = 2,02 г/моль.
4. Молярная масса оксида железа (Fe3O4): M(Fe3O4) = 3 * 55,85 г/моль + 4 * 16 г/моль = 231,55 г/моль.
Найти: максимальная масса водорода, которую можно получить.
Решение:
1. Сначала найдем количество молей железа:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe),
n(Fe) = 84 г / 55,85 г/моль ≈ 1,5 моль.
2. Рассмотрим уравнение реакции восстановления железа паром воды:
3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2.
Из уравнения видно, что на каждые 3 моля железа образуется 4 моля водорода.
Таким образом, количество молей водорода, которое может быть получено из 1,5 моля железа:
n(H2) = (4/3) * n(Fe),
n(H2) = (4/3) * 1,5 моль = 2,0 моль.
3. Теперь рассчитаем массу водорода:
m(H2) = n(H2) * M(H2),
m(H2) = 2,0 моль * 2,02 г/моль = 4,04 г.
Ответ:
Максимальная масса водорода, которую можно получить, составляет 4,04 г.