Номер 4, страница 16 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m_{Fe_2O_3} = 40 \text{ г}$

$m_{Fe,практ} = 25 \text{ г}$

Перевод в СИ:

$m_{Fe_2O_3} = 40 \text{ г} = 0.040 \text{ кг}$

$m_{Fe,практ} = 25 \text{ г} = 0.025 \text{ кг}$

Найти:

$\eta_{Fe} = ?$

Решение:

Запишем уравнение реакции восстановления оксида железа(III) алюминием (алюмотермия):

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

Рассчитаем молярную массу оксида железа(III) ($Fe_2O_3$) и железа ($Fe$).

Атомные массы элементов: $Ar(Fe) \approx 55.85 \text{ г/моль}$, $Ar(O) \approx 16.00 \text{ г/моль}$.

$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 55.85 + 3 \cdot 16.00 = 111.70 + 48.00 = 159.70 \text{ г/моль}$

$M(Fe) = Ar(Fe) = 55.85 \text{ г/моль}$

Найдем количество вещества оксида железа(III), вступившего в реакцию:

$n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{40 \text{ г}}{159.70 \text{ г/моль}} \approx 0.25047 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, 1 моль $Fe_2O_3$ образует 2 моль $Fe$. Следовательно, теоретическое количество вещества железа, которое должно образоваться, равно:

$n_{теор}(Fe) = 2 \cdot n(Fe_2O_3) = 2 \cdot 0.25047 \text{ моль} = 0.50094 \text{ моль}$

Рассчитаем теоретическую массу железа, которая должна была образоваться:

$m_{теор}(Fe) = n_{теор}(Fe) \cdot M(Fe) = 0.50094 \text{ моль} \cdot 55.85 \text{ г/моль} \approx 27.97 \text{ г}$

Практический выход продукта реакции ($\eta$) рассчитывается по формуле:

$\eta = \frac{m_{практ}}{m_{теор}} \cdot 100\%$

Подставим известные значения:

$\eta_{Fe} = \frac{25 \text{ г}}{27.97 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 89.38\%$

Ответ:

Практический выход металла составляет примерно $89.38\%$.