Рассчитайте сколько необходимо оксида железа (II), содержащего 15% примесей, и кокса, содержащего 5% примесей, для получения 1кг. железа.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для получения 1 кг железа, необходимо использовать реакцию восстановления оксида железа (II) FeO коксом (углеродом, C), которая происходит по следующему уравнению:

FeO + C -> Fe + CO

Молярная масса FeO = 71.85 г/моль
Молярная масса C = 12.01 г/моль

Для расчета количества FeO и C, необходимых для получения 1 кг железа, вычислим массу чистого Fe в FeO:

%C в стали = 100% - 15% = 85%
M(C) = 55.85 г/моль
M(Fe) = 56 г/моль

Масса Fe в 1 кг FeO с примесями:
m(Fe) = 1000 г * (85% / 100%) = 850 г

Таким образом, 1 моль FeO содержит 56 г чистого Fe, следовательно:

n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 850 г / 56 г/моль = 15.179 моль

Для реакции нужно такое же количество моль C, поэтому рассчитаем его массу:

m(C) = n(Fe) M(C) = 15.179 моль 12.01 г/моль = 182 г

Теперь найдем общую массу FeO, которая содержит % примесей:

m(FeO) = m(Fe) / (%FeO чистого) = 850 г / (1 - 15%) = 850 г / 0.85 = 1000 г

Из них на чистое Fe уйдет:

850 г * 56 г/71.85 г = 661,95 г FeO

А также масса примесей:

1000 г - 661,95 г = 338,05 г

Аналогично для кокса:

m(C) = m(Fe) / (%C чистого) = 850 г / (1 - 15%) = 850 г / 0.85 = 1000 г
m(C) = 1000 г * 5% = 50 г

Из которых на чистый углерод уйдет:

50 г * 12.01 г/моль = 413,84 г C

Масса примесей в коксе:

1000 г - 413,84 г = 586,16 г

Итак, для получения 1 кг железа потребуется около 662 г оксида железа (II) и 414 г кокса.