дано:
- масса оксида железа(III) (Fe2O3) = 160 г
- масса кокса = 20 г
- массовая доля углерода в коксе = 95,2 %
- практический выход железа = 96,6 %
- массовая доля углерода в чугуне = 3,52 %
найти:
массу чугуна, который можно получить.
решение:
1. Найдем количество углерода в коксе:
масса углерода в коксе = масса кокса * (массовая доля углерода / 100)
масса углерода в коксе = 20 г * (95,2 / 100) ≈ 19,04 г
2. Определим количество оксида железа(III) в молях:
молярная масса Fe2O3:
м(Fe) = 55,85 г/моль
м(O) = 16,00 г/моль
м(Fe2O3) = 2 * м(Fe) + 3 * м(O) = 2 * 55,85 + 3 * 16,00 = 159,7 г/моль
количество моли Fe2O3 = масса Fe2O3 / м(Fe2O3)
количество моли Fe2O3 = 160 г / 159,7 г/моль ≈ 1,002 моль
3. Определим, сколько железа можно получить из оксида железа(III):
Реакция восстановления:
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Из 1 моль Fe2O3 получается 2 моль Fe. Следовательно, количество Fe из 1,002 моль Fe2O3:
количество моли Fe = 2 * 1,002 моль ≈ 2,004 моль
Теперь найдем массу железа:
м(Fe) = количество моли Fe * м(Fe)
м(Fe) = 2,004 моль * 55,85 г/моль ≈ 111.06 г
4. Теперь учтем практический выход железа:
м(Fe, практическое) = м(Fe) * (практический выход / 100)
м(Fe, практическое) = 111.06 г * (96,6 / 100) ≈ 107,07 г
5. Теперь найдем массу чугуна на основе массы железа и массовой доли углерода в чугуне:
м(чугун) = м(Fe, практическое) / (1 - (массовая доля углерода в чугуне / 100))
м(чугун) = 107,07 г / (1 - 0,0352)
м(чугун) = 107,07 г / 0,9648 ≈ 111,15 г
ответ:
Масса чугуна, который можно получить, составляет приблизительно 111,15 г.