Номер 4, страница 26, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•4. Алюмотермическим методом восстановили оксид железа (III) массой 320 г и получили железо массой 200 г. Рассчитайте выход продукта реакции (%).

Ответ: 89,3%.

Дано:

Масса оксида железа (III) $m(Fe_2O_3) = 320$ г

Масса полученного железа (практическая) $m_{практ}(Fe) = 200$ г

Найти:

Выход продукта реакции $ \eta $ (%)

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции алюмотермии. Алюминий восстанавливает железо из его оксида:

$Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3$

2. Далее рассчитаем молярные массы оксида железа (III) и железа, используя периодическую таблицу. Атомные массы: $Ar(Fe) \approx 56$ г/моль, $Ar(O) \approx 16$ г/моль.

Молярная масса оксида железа (III):

$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$ г/моль

Молярная масса железа:

$M(Fe) = 56$ г/моль

3. Найдем количество вещества (в молях) исходного оксида железа (III):

$\nu(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{320 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 2$ моль

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $Fe_2O_3$ образуется 2 моль $Fe$. Рассчитаем теоретическое количество вещества железа, которое должно было получиться:

$\nu_{теор}(Fe) = 2 \cdot \nu(Fe_2O_3) = 2 \cdot 2 \text{ моль} = 4$ моль

5. Рассчитаем теоретически возможную массу железа (массу, которая получилась бы при 100% выходе реакции):

$m_{теор}(Fe) = \nu_{теор}(Fe) \cdot M(Fe) = 4 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 224$ г

6. Выход продукта реакции (η) — это отношение практически полученной массы продукта к теоретически возможной массе, выраженное в процентах:

$\eta = \frac{m_{практ}(Fe)}{m_{теор}(Fe)} \cdot 100\%$

Подставляем наши значения:

$\eta = \frac{200 \text{ г}}{224 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0.892857 \cdot 100\% \approx 89.3\%$

Ответ: выход продукта реакции составляет 89,3%.