Номер 5-33, страница 57 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-33. Рассчитайте, хватит ли 23,2 г железной окалины $Fe_3O_4$ для получения

а) 16,8 г железа;

б) 22,4 г железа;

в) 11,2 г железа;

г) 10 г железа?

Для решения задачи сначала рассчитаем максимальную массу железа ($Fe$), которую теоретически можно получить из 23,2 г железной окалины ($Fe_3O_4$), а затем сравним это значение с массами, указанными в каждом подпункте.

Дано:
$m(Fe_3O_4) = 23,2 \text{ г}$

Найти:

Определить, достаточно ли $23,2 \text{ г } Fe_3O_4$ для получения:
а) $16,8 \text{ г } Fe$;
б) $22,4 \text{ г } Fe$;
в) $11,2 \text{ г } Fe$;
г) $10 \text{ г } Fe$.

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы, используя относительные атомные массы: $Ar(Fe) \approx 56$, $Ar(O) \approx 16$.
Молярная масса железа: $M(Fe) = 56 \text{ г/моль}$.
Молярная масса железной окалины: $M(Fe_3O_4) = 3 \times M(Fe) + 4 \times M(O) = 3 \times 56 + 4 \times 16 = 168 + 64 = 232 \text{ г/моль}$.

2. Найдем количество вещества (число молей) в 23,2 г $Fe_3O_4$:
$n(Fe_3O_4) = \frac{m(Fe_3O_4)}{M(Fe_3O_4)} = \frac{23,2 \text{ г}}{232 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$.

3. Согласно химической формуле $Fe_3O_4$, 1 моль оксида содержит 3 моля атомов железа. Следовательно, из 0,1 моль $Fe_3O_4$ можно получить:
$n(Fe) = 3 \times n(Fe_3O_4) = 3 \times 0,1 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$ железа.

4. Рассчитаем максимальную массу железа (теоретический выход), которую можно получить:
$m_{max}(Fe) = n(Fe) \times M(Fe) = 0,3 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 16,8 \text{ г}$.

5. Теперь сравним полученное значение ($16,8$ г) с требуемыми массами железа в каждом пункте.

а) 16,8 г железа
Требуемая масса ($16,8$ г) равна максимальной возможной массе ($16,8$ г). Следовательно, окалины хватит.

Ответ: хватит.

б) 22,4 г железа
Требуемая масса ($22,4$ г) больше максимальной возможной ($16,8$ г). Следовательно, окалины не хватит.

Ответ: не хватит.

в) 11,2 г железа
Требуемая масса ($11,2$ г) меньше максимальной возможной ($16,8$ г). Следовательно, окалины хватит.

Ответ: хватит.

г) 10 г железа
Требуемая масса ($10$ г) меньше максимальной возможной ($16,8$ г). Следовательно, окалины хватит.

Ответ: хватит.