Чугунную руду массой 5 кг содержащую 92,8% оксида железа, смешали с алюминием, полученным из 3,06 кг его оксида. Определите массу полученного железа, если выход чистого железа составляет 92% от теоретически возможного.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Начнем с расчета массы железа в чугунной руде:
Масса железа в чугунной руде = 5 кг * 0,928 = 4,64 кг

Теперь рассчитаем мольную массу Fe и Al:
Мольная масса Fe = 55,85 г/моль
Мольная масса Al = 26,98 г/моль

Найдем количество моль железа в чугунной руде:
Моль железа = масса железа / мольная масса Fe = 4,64 кг * 1000 г/кг / 55,85 г/моль = 83,02 моль

Теперь рассчитаем количество моль алюминия, полученного из его оксида:
Моль Al = масса Al2O3 / мольная масса Al2O3 / 2 = 3,06 кг 1000 г/кг / (26,98 г/моль + 3 16 г/моль) / 2 = 10,55 моль

Далее определим, сколько железа и алюминия реагируют по уравнению реакции:
3Fe2O3 + 4Al -> 9Fe + 2Al2O3

Минимальное количество алюминия для реакции с железом это 4 моль на 3 моли железа:
К молю Fe соответствует моль Al = 4/3 * 83 = 110,67 моль

Учитывая, что у нас есть только 10,55 моль Al, то это ограничивающий реагент, а значит каталитическое количество железа это:
К молю Al соответствует моль Fe = 9/4 * 10,55 = 23,73 моль

Теперь рассчитаем массу полученного железа:
Масса Fe = моль Fe мольная масса Fe = 23,73 моль 55,85 г/моль = 1326,41 г = 1,33 кг

Теперь вычислим выход чистого железа:
Выход железа = 92% масса Fe = 0,92 1,33 кг = 1,22 кг

Ответ: Масса полученного железа равна 1,22 кг.