Na zredukowanie 200 kg tlenku...- Zadanie 4.133: Zbiór zadań z chemii dla liceów i techników. Zakres rozszerzony

Rozwiązanie

Układamy równania obu reakcji:

$2 F e_{2} O_{3} + 3 C \to 4 F e + 3 C O_{2}$

$F e_{2} O_{3} + 3 C \to 2 F e + 3 C O$

W pierwszym równaniu stosunek molowy tlenku żelaza(III) do węgla to 2:3.

W drugim równaniu stosunek ten wynosi 1:3.

Masa dwóch moli Fe₂O₃ jest równa 2٠(2٠m_Fe + 3٠m_O) = 2٠(2٠56 g + 3٠16 g) = 320g

Masa trzech moli C jest równa 3٠m_C = 3٠12 g = 36 g

Masa jednego mola Fe₂O₃ jest równa 2٠m_Fe + 3٠m_O = 2٠56 g + 3٠16 g = 160g

Przyjmujemy, że w pierwszym równaniu przereagowało x tlenku żelaza(III) oraz y węgla, zatem x/y=320g/36g.

W drugim równaniu reagowała reszta użytego tlenku żelaza(III) czyli 200 kg - x oraz reszta użytego węgla czyli 40,5 kg - y.
Zatem (200 kg -x)/(40,5 kg - y)=160g/36g.

Powyższe proporcje przekształcamy w równania i tworzymy układ równań:

$\frac{x}{y} = \frac{320 g}{36 g} \Rightarrow x \cdot 36 g = y \cdot 320 g$

$\frac{200 k g - x}{40 , 5 k g - y} = \frac{160 g}{36 g} \Rightarrow (200 k g - x) \cdot (36 g) = (40, 5 k g - y) (160 g)$

${x \cdot 36 g = y \cdot 320 g (200 k g - x) \cdot (36 g) = (40.5 k g - y) (160 g)$
dla wygody liczenia zamieniamy jednostki na kg pamiętając, że 1 g = 0,001 kg

${x \cdot 0.036 k g = y \cdot 0.32 k g / : 0.32 k g (200 k g - x) \cdot (0.036 k g) = (40.5 k g - y) \cdot (0.16 k g)$

${x \cdot 0.1125 k g = y 7.2 k g - 0.036 x k g = 6.48 k g - 0.16 y k g$

za y w drugim równaniu podstawiamy wyliczoną w pierwszym wartość x٠0,1125 kg

${x \cdot 0.1125 k g = y 7.2 g - 0.036 x k g = 6.48 k g - 0.16 \cdot (x \cdot 0.1125 k g) / - 6.48 k g$

${x \cdot 0.1125 k g = y 0.72 k g - 0.036 x k g = - 0.018 x k g / + 0.036 x k g$

${x \cdot 0.1125 k g = y 0.72 k g = 0.018 x k g / : 0.018 k g$

${x \cdot 0.1125 k g = y x = 40 k g$

Wartość y, czyli ilość węgla biorącego udział w pierwszej reakcji nie interesuje nas z punktu widzenia rozwiązania zadania więc nie liczymy już dalej.

Wiemy już, że w pierwszej reakcji uczestniczyło 40 kg tlenku żelaza(III). Liczymy ile to procent całej użytej ilości, czyli 200 kg:

$\frac{40 k g}{200 k g} \cdot 100 % = 20 %$

Odpowiedź: Redukcji z wytworzeniem tlenku węgla(IV) uległo 20% tlenku żelaza(III).

Jakub Krzak

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.