Условие задачи
Что показывает уравнение следующей химической реакции:
Fe2O3 + 3H2 t⟶ 2Fe + 3H2O?
Вычислите количество вещества водорода, которое взаимодействует с 1 моль оксида железа (III). Вычислите объём водорода, который взаимодействует с 1 моль оксида железа (III). Вычислите количество вещества железа, которое при этом образуется. Сколько молекул воды при этом получается?
Решение
Ниже представлено подробное решение задачи по химии с использованием стехиометрии.
─────────────────────────────
1. Интерпретация уравнения
Уравнение реакции:
Fe₂O₃ + 3H₂ ⟶ 2Fe + 3H₂O
показывает, что оксид железа (III) (Fe₂O₃) восстанавливается водородом (H₂), что приводит к образованию металлического железа (Fe) и воды (H₂O). В данном случае водород выступает в роли восстановителя, а оксид железа (III) – окислителя.
─────────────────────────────
2. Определение молярного соотношения
Согласно уравнению:
1 моль Fe₂O₃ реагирует с 3 молями H₂, давая 2 моль Fe и 3 моль H₂O.
─────────────────────────────
3. Решение задачи
а) Количество вещества водорода, которое взаимодействует с 1 моль оксида железа (III).
Из уравнения видно, что 1 моль Fe₂O₃ требует 3 моль H₂.
Ответ: 3 моль H₂.
б) Объём водорода, участвующего в реакции при 1 моле Fe₂O₃.
При нормальных условиях (н.у.) один моль любого газа занимает объём 22,4 дм³. Тогда
Объём H₂ = 3 моль × 22,4 дм³/моль = 67,2 дм³.
Ответ: 67,2 дм³ H₂.
в) Количество вещества железа, которое образуется.
По стехиометрии реакции:
1 моль Fe₂O₃ ⟶ 2 моль Fe.
Ответ: 2 моль Fe.
г) Количество молекул воды, которое образуется.
Согласно уравнению:
1 моль Fe₂O₃ ⟶ 3 моль H₂O.
Чтобы найти число молекул, нужно умножить количество молей воды на число Авогадро (Nₐ = 6,022×10^23 молекул/моль):
Число молекул H₂O = 3 моль × 6,022×10^23 = 1,8066×10^24 молекул.
Ответ: 1,8066×10^24 молекул H₂O.
─────────────────────────────
Итоговые ответы:
1) Для 1 моля Fe₂O₃ требуется 3 моль H₂.
2) Объём водорода составляет 67,2 дм³.
3) Образуется 2 моль железа (Fe).
4) Получается 1,8066×10^24 молекул воды.
Таким образом, уравнение демонстрирует восстановление оксида железа (III) водородом с образованием железа и воды, а расчёты основываются на стехиометрических коэффициентах в уравнении реакции.