Помогите решить) При сжигании 100 г пирита FeS2 образовался оксид железа (ІІІ). Вычислите массу углерода,...

Чтобы решить эту задачу, нам нужно пройти несколько этапов. Сначала определим, какие реакции происходят при сжигании пирита и последующем восстановлении оксида железа углеродом.

1. Сжигание пирита (FeS₂):

   Основная реакция сжигания пирита: [ 4 \text{FeS}_2 + 11 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Fe}_2\text{O}_3 + 8 \text{SO}_2 ]

   Здесь пирит (FeS₂) окисляется кислородом, образуя оксид железа (III) ((\text{Fe}_2\text{O}_3)) и диоксид серы ((\text{SO}_2)).

2. Вычисление количества пирита:

   Молярная масса FeS₂ = 55.85 (Fe) + 2 × 32.07 (S) = 119.99 г/моль.

   Масса пирита = 100 г, следовательно, количество пирита: [ n(\text{FeS}_2) = \frac{100 \text{ г}}{119.99 \text{ г/моль}} \approx 0.833 \text{ моль} ]

3. Вычисление количества оксида железа (III):

   Из уравнения реакции видно, что из 4 моль FeS₂ образуется 2 моль Fe₂O₃. Следовательно, из 0.833 моль FeS₂ образуется: [ n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{0.833}{2} \approx 0.4165 \text{ моль} ]

4. Восстановление оксида железа углеродом:

   Реакция восстановления оксида железа углеродом: [ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{C} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO} ]

   Из уравнения видно, что для восстановления 1 моль Fe₂O₃ требуется 3 моль углерода.

5. Вычисление массы углерода:

   Поскольку у нас 0.4165 моль Fe₂O₃, количество углерода, необходимое для восстановления: [ n(\text{C}) = 3 \times 0.4165 \approx 1.2495 \text{ моль} ]

   Молярная масса углерода = 12.01 г/моль, следовательно, масса углерода: [ m(\text{C}) = 1.2495 \text{ моль} \times 12.01 \text{ г/моль} \approx 15.00 \text{ г} ]

Таким образом, для получения железа из оксида железа (III), образовавшегося при сжигании 100 г пирита, потребуется примерно 15.00 г углерода.

Для решения данной задачи нам необходимо составить химическое уравнение реакции сжигания пирита FeS2 и дальнейшего получения железа из образовавшегося оксида железа (III):

1. Сначала произведем сжигание пирита FeS2: FeS2 + 3O2 -> Fe2O3 + 2SO2

2. Далее произведем реакцию получения железа из оксида железа (III): Fe2O3 + 3C -> 2Fe + 3CO

Из уравнения реакции видно, что для получения 2 моль железа необходимо 3 моля углерода. Таким образом, чтобы получить моль железа, необходимо 3/2 моль углерода.

Молярная масса Fe2O3 = 255.85 + 316 = 159.7 г/моль Молярная масса C = 12.01 г/моль

Исходя из массы Fe2O3 (100 г), можно определить количество моль Fe2O3: n(Fe2O3) = m(Fe2O3) / M(Fe2O3) = 100 г / 159.7 г/моль ≈ 0.626 моль

Таким образом, для получения железа из 100 г Fe2O3 необходимо: n(C) = 3/2 * n(Fe2O3) ≈ 0.939 моль

Масса углерода, необходимого для данной реакции, можно определить по формуле: m(C) = n(C) M(C) = 0.939 моль 12.01 г/моль ≈ 11.27 г

Итак, для получения железа из 100 г пирита FeS2 потребуется примерно 11.27 г углерода.