Na zredukowanie 3 kilomoli...- Zadanie 4.135: Zbiór zadań z chemii dla liceów i techników. Zakres rozszerzony

Rozwiązanie

Układamy równania reakcji:

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

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

W pierwszym równaniu stosunek Fe₂O₃ do CO to 1:3, w drugim 1:1.

Masa jednego mola Fe₂O₃ wynosi 2٠m_Fe + 3٠m_O = 2٠56 g + 3٠16 g =160 g.

Masa jednego mola CO to m_C + m_O = 12 g + 16 g =28 g, czyli masa trzech moli CO to 3٠28 g = 84 g.

Liczymy masę 3 kilomoli (czyli 3000 moli) użytego Fe₂O₃:

$1 m o l_{F e_{2} O_{3}} - 160 g_{F e_{2} O_{3}}$

$3000 m o l i_{F e_{2} O_{3}} - x$

$x = \frac{3000 m o l i _{F e_{2} O_{3}} \cdot 160 g _{F e_{2} O_{3}}}{1 m o l _{F e_{2} O_{3}}} = 480000 g_{F e_{2} O_{3}} = 480 k g_{F e_{2} O_{3}}$

Liczymy masę 89,6 m³ (czyli 89600 dm³) użytego CO:

$22, 4 d m_{C O}^{3} - 28 g_{C O}$

$89600 d m_{C O}^{3} - x$

$x = \frac{89600 d m _{C O}^{3} \cdot 28 g _{C O}}{22 , 4 d m _{C O}^{3}} = 112000 g_{C O} = 112 k g_{C O}$

Masy moli Fe₂O₃ oraz CO zamieniamy z gramów na kilogramy, a zatem masa Fe₂O₃ wynosi 0,16 kg zaś masa CO wynosi 0,028 kg dla jednego mola i 0,084 kg dla trzech moli.

Przyjmujemy, że w pierwszym równaniu przereagowało x tlenku żelaza(III) oraz y tlenku węgla(II), zatem x/y=0,16kg/0,084kg.

W drugim równaniu reagowała reszta użytego tlenku żelaza(III) czyli 480 kg - x oraz reszta użytego tlenku węgla(II) czyli 112 kg - y.
Zatem (480 kg -x)/(112 kg - y)=0,16g/0,028g.

Powyższe proporcje przekształcamy w równania i tworzymy układ równań:

$\frac{x}{y} = \frac{0 , 16 k g}{0 , 084 k g} \Rightarrow x \cdot 0, 084 k g = y \cdot 0, 16 k g$