дано:
масса железной руды m_руд = 100 г
массовая доля оксида железа (III) w_оксида = 60% = 0.60
массовая доля соляной кислоты w_кислоты = 36.5% = 0.365
найти:
массу соляной кислоты m_кислоты, необходимую для растворения оксида железа
решение:
1. Сначала найдем массу оксида железа в железной руде:
m_оксида = m_руд * w_оксида
m_оксида = 100 г * 0.60 = 60 г
2. Теперь определим, сколько соляной кислоты потребуется для растворения этого количества оксида железа. Сначала необходимо найти, сколько кислоты потребуется для растворения 1 г оксида железа (III). Реакция растворения с соляной кислотой имеет следующий вид:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Из уравнения видно, что для растворения 1 моля Fe2O3 требуется 6 моль HCl. Молярная масса Fe2O3 составляет:
M_Fe2O3 = 55.85 * 2 + 16 * 3 = 159.7 г/моль
3. Найдем, сколько моль оксида железа содержится в 60 г:
n_оксида = m_оксида / M_Fe2O3
n_оксида = 60 г / 159.7 г/моль ≈ 0.375 моль
4. Теперь найдем количество моль соляной кислоты, необходимое для растворения:
n_HCl = 6 * n_оксида
n_HCl = 6 * 0.375 моль = 2.25 моль
5. Молярная масса HCl составляет 36.46 г/моль. Найдем массу необходимой соляной кислоты:
m_HCl = n_HCl * M_HCl
m_HCl = 2.25 моль * 36.46 г/моль ≈ 82.185 г
6. Учитывая массовую долю соляной кислоты, найдем общую массу раствора:
m_раствора = m_HCl / w_кислоты
m_раствора = 82.185 г / 0.365 ≈ 225.6 г
ответ:
Необходима масса соляной кислоты примерно 225.6 г для растворения оксида железа, содержащегося в 100 граммах железной руды.