Номер 3, страница 18 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

3. При взаимодействии 16 г оксида железа(III) с алюминием образуется ___ г железа. (Ответ дайте с точностью до десятых.)

Дано:

масса оксида железа(III) $m(Fe_2O_3) = 16$ г.

Найти:

массу железа $m(Fe)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции восстановления оксида железа(III) алюминием. Этот процесс называется алюмотермией. Алюминий, как более активный металл, вытесняет железо из его оксида.

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

2. Для проведения расчетов нам понадобятся молярные массы оксида железа(III) ($Fe_2O_3$) и железа ($Fe$). Вычислим их, используя относительные атомные массы из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (округлим до целых): $Ar(Fe) \approx 56$, $Ar(O) \approx 16$.

Молярная масса оксида железа(III):
$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$ г/моль.

Молярная масса железа:
$M(Fe) = Ar(Fe) = 56$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (число молей) оксида железа(III), содержащееся в 16 г.

$n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{16 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.1$ моль.

4. Теперь, используя уравнение реакции, определим количество вещества железа, которое образуется. Согласно уравнению, из 1 моль $Fe_2O_3$ образуется 2 моль $Fe$. Соотношение количеств веществ $n(Fe_2O_3) : n(Fe) = 1 : 2$.

Следовательно, количество вещества железа будет в два раза больше количества вещества оксида железа(III):

$n(Fe) = 2 \cdot n(Fe_2O_3) = 2 \cdot 0.1 \text{ моль} = 0.2$ моль.

5. Наконец, вычислим массу образовавшегося железа.

$m(Fe) = n(Fe) \cdot M(Fe) = 0.2 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 11.2$ г.

Результат уже представлен с точностью до десятых, как того требует условие задачи.

Ответ: 11.2