Какой объем воздуха потребуется для получения железной окалины - Fe3O4 при сжигании железа массой 100г, содержащего 15% примесей?

Дано:

m(техническогоFe)=100г.

m(примесей)=15%

Vm=22,4л./моль

--------------------------------

V(воздуха)-?

Решение:

1. Определим массу примесей:

m(примесей)=m( техническогоFe)xω%(примесей )÷100%  

m(примесей)=100г.×15%÷100%=15г.

2. Определим массу чистого  железа:  

m(Fe)=m(техническийFe) - m(примесей)

m(Fe)=100г. - 15г =85г.

3.Определим молярную массу железа  и его количество вещества в 85г.:  

M(Fe)=56г./моль

n₁(Fe)=m(Fe)÷M(Fe)=85г.÷56г./моль=1,5моль

4. Запишем уравнение реакции:

3Fe  + 2O₂ = Fe₃O₄

по уравнению реакции:

n(Fe)=3моль  n(O₂)=2моль  

по условию задачи:

n₁(Fe)=1,5моль  n₁(O₂)=1моль

5. Определим кислорода количеством вещества 1моль:

V(O₂)=n₁(O₂)xVm

V(O₂)=1моль

x22,4л./моль=22,4л.

6. Определим объем воздуха, принимая во внимание что кмчлорода в воздухе 21%:

V(воздуха) = 22,4л.х100%÷21%=106,6л.

5. Ответ: для получения железной окалины - Fe₃O₄ при сжигании железа массой 100г, содержащего 15% примесей потребуется 106,6л. воздуха.