Question

Термитная смесь, или термит, используется при ремонте изделий из железа и его сплавов в полевых условиях, когда электро- или газовая сварка недоступны. Термит представляет собой стехиометрическую смесь оксида железа(III) и порошкообразного алюминия. Приведите уравнение реакции, протекающей при поджигании термитной смеси. Рассчитайте массы оксида железа(III) и алюминия, которые необходимы для приготовления 500 г термитной смеси.

Answer 1

Дано:  
Масса термитной смеси = 500 г.  
Состав термитной смеси: оксид железа(III) (Fe2O3) и порошкообразный алюминий (Al).  
Стехиометрическое соотношение по реакции: 2 Fe2O3 + 3 Al → 4 Fe + 3 Al2O3.

Найти:  
Массы оксида железа(III) и алюминия, необходимые для приготовления 500 г термитной смеси.

Решение:

1. Определим молекулярные массы веществ.
   Молекулярная масса Fe2O3 = 2*55,85 + 3*16 = 159,7 г/моль.  
   Молекулярная масса Al = 26,98 г/моль.  

2. Найдем общее количество моль в термитной смеси.
   Из уравнения видно, что на 2 моль Fe2O3 требуется 3 моль Al.
   Общее количество моль в реакции = 2 + 3 = 5 моль.

3. Рассчитаем массовую долю компонентов в термитной смеси:
   Масса одного "набора" реакционных компонентов:  
   Масса 2 моль Fe2O3 = 2 * 159,7 г/моль = 319,4 г.  
   Масса 3 моль Al = 3 * 26,98 г/моль = 80,94 г.  
   Общая масса = 319,4 г + 80,94 г = 400,34 г.

   Таким образом, на 400,34 г смеси приходится 2 моль Fe2O3 и 3 моль Al.

4. Теперь определим массовые доли каждого компонента в смеси:
   Массовая доля Fe2O3 = 319,4 г / 400,34 г ≈ 0,797.  
   Массовая доля Al = 80,94 г / 400,34 г ≈ 0,203.

5. Теперь найдем массу каждого компонента в 500 г термитной смеси:
   Масса Fe2O3 = 0,797 * 500 г ≈ 398,5 г.  
   Масса Al = 0,203 * 500 г ≈ 101,5 г.

Ответ:  
Для приготовления 500 г термитной смеси необходимо примерно 398,5 г оксида железа(III) и 101,5 г порошкообразного алюминия.