Найти массу водорода (H2) которое потребуется для восстановления 15 т магнитного железняка (Fe3O4), если массовая доля примесей в руде составляет 30%

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи необходимо вычислить массу чистого железа в магнитном железняке и далее определить необходимую массу водорода для его восстановления.

Найдем массу чистого железа в магнитном железняке Fe3O4:

Массовая доля чистого железа в Fe3O4 равна 72.4% (3 части Fe и 4 части O)
Массовая доля примесей в руде составляет 30%

Масса чистого железа = 15 т * 0.724 = 10.86 т

Масса импуристей = 15 т - 10.86 т = 4.14 т

Теперь найдем молярные пропорции реакции восстановления оксида железа Fe3O4 водородом (H2):

Fe3O4 + 4H2 -> 3Fe + 4H2O

Молярная масса Fe3O4 = 231.53 г/моль
Молярная масса Fe = 55.85 г/моль
Мольная масса H2 = 2 г/моль

Тогда для каждой молекулы Fe3O4 потребуется 4 молекулы H2

Вычислим, сколько молекул Fe3O4 в 10.86 т:

Масса Fe3O4 в г = 10860 кг * 1000 г/кг = 10860000 г
Количество молекул Fe3O4 = 10860000 г / 231.53 г/моль = 46966 моль

Для восстановления этого количества Fe3O4 необходимо 4 раза больше молекул H2, то есть:

Количество молекул H2 = 46966 моль * 4 = 187864 моль

Найти массу водорода:

Масса H2 = 187864 моль * 2 г/моль = 375728 г = 375.728 кг

Итак, для восстановления 15 т магнитного железняка потребуется 375.728 кг водорода.