Смесь железа и железной окалины Fe3O4 массой 32 г обработали избытком соляной кислоты. При этом выделилось
5,6 л водорода. Рассчитайте массовую долю железа и железной окалины в смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Начнем с химического уравнения реакции:

Fe3O4 + 8HCl -> FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O + 3H2

Из уравнения видно, что одна моль Fe3O4 требует 8 моль HCl для полного превращения в соединения железа и водород.

Масса Fe3O4 = 32 г
Молярная масса Fe3O4 = 231,53 г/моль
Моль Fe3O4 = 32 г / 231,53 г/моль ≈ 0,138 моль Fe3O4

Из уравнения видно, что на 1 моль Fe3O4 образуется 3 моль Fe и 4 моль H2.

Моль H2 = 4 моль H2 * 0,138 моль Fe3O4 = 0,552 моль H2

Общий объем водорода:
5,6 л * (1 моль / 22,4 л) = 0,25 моль H2

Из этого следует, что не весь водород образовался за счет Fe3O4, а часть образовалась за счет других источников. Тем не менее, можем рассчитать массовую долю Fe в образце:

Масса Fe = 3 моль Fe 55,85 г/моль ≈ 167 г
Массовая доля Fe = 167 г / (167 г + 32 г) 100% ≈ 83,9%

Массовая доля Fe3O4 = 32 г / (167 г + 32 г) * 100% ≈ 16,1%

Итак, массовая доля железа в смеси составляет около 83,9%, а железной окалины - около 16,1%.