Question

Смесь 37 граммов оксида железа (II) и оксида железа (III) нагревали с водородом, получая 28 граммов железа. Определить массовую долю каждого оксида в смеси.

Answer 1

Сначала определим, какой оксид железа в большем количестве в смеси. Для этого рассчитаем количество вещества каждого оксида железа, используя их молярные массы:

Молярная масса FeO (оксида железа II) = 72,84 г/моль
Молярная масса Fe2O3 (оксида железа III) = 159,69 г/моль

Количество вещества FeO в смеси: 37 г / 72,84 г/моль = 0,507 моль
Количество вещества Fe2O3 в смеси: неизвестно, обозначим x

Запишем уравнение реакции с водородом:

FeO + H2 → Fe + H2O

Масса полученного железа равна 28 г, следовательно, количество вещества железа также равно 28 г / 55,85 г/моль = 0,501 моль. Это количество вещества железа должно соответствовать количеству железа, полученного из обоих оксидов железа:

0,507 моль FeO → 0,507 моль Fe
x моль Fe2O3 → (0,501 - 0,507) моль Fe = -0,006 моль Fe (отрицательный знак означает, что это количество вещества не участвовало в реакции)

Таким образом, оксид железа III присутствовал в смеси в количестве 0,006 моль. Рассчитаем его массу:

Масса Fe2O3 = 0,006 моль x 159,69 г/моль = 0,957 г

Массовая доля FeO в смеси:
m(FeO) / m(смеси) = 37 г / (37 г + 0,957 г) ≈ 0,975 или около 97,5%

Массовая доля Fe2O3 в смеси:
m(Fe2O3) / m(смеси) = 0,957 г / (37 г + 0,957 г) ≈ 0,025 или около 2,5%

Таким образом, в смеси оксида железа (II) и оксида железа (III) массовая доля FeO составляет около 97,5%, а массовая доля Fe2O3 - около 2,5%.