m(Fe) -?
1. Находим массу примесей в оксиде железа(lll) :
m(прим.) = ω×m₁÷100 = 9 x 1000÷100= 90г.
2. Находим массу чистого оксида железа(lll) и
1000г - 90г. = 910г.
3. Находим молярную массу M оксида железа(lll) и количество вещества n в оксиде железа(lll) :
M(Fe₂O₃) = 56 х 2 + 16 х 3 = 160г./моль
n= m(Fe₂O₃)÷M(Fe₂O₃) = 910г÷160г./моль= 5,69моль
4. Запишем уравнение реакции алюминотермии:
Fe₂O₃ + 2Al = 2Fe + Al₂O₃
5. Анализируем уравнение реакции: при взаимодействии 1 моль оксида железа(lll) получается 2 моль железа, тогда при взаимодействии 5,69моль оксида железа(lll) получится в два раза больше моль железа: 5,69 х 2= 11,38 моль железа.
6. Находим молярную массу железа и массу железа количеством вещества 11,38моль: M(Fe)=56г./моль
m(Fe) = n x M = 11.38мольх56г./моль=637,28г.
7. ответ: из 1 кг. оксида железа(lll) примесью 9% алюминотермическим методом можно получить железо массой 637,28г.
Объяснение:
1. Запишем все термохимические уравнения (aq – вода):
MgBr₂(кр.) → Mg²⁺(г.) + 2Br⁻(г.) Uрешетки
Mg²⁺(г.) + aq → Mg²⁺(р-р.) ΔH⁰гидратации(Mg²⁺) ΔH⁰₁
Br⁻ (г.) + aq → Br⁻(р-р.) ΔH⁰гидратации(Br⁻) ΔH⁰₂
MgBr₂(кр.) + aq → Mg²⁺(р-р.) + 2Br⁻(р-р.) ΔH⁰растворения(MgBr₂) ΔH⁰₃
MgBr₂·6H₂O(кр.) + aq → Mg²⁺(р-р.) + 2Br⁻(р-р.) ΔH⁰растворения(MgBr₂ ·6H₂O) ΔH⁰₄
MgBr₂ (кр.) + 6H₂O → MgBr₂·6H₂O (кр.) ΔH⁰гидратации(MgBr₂) ΔH⁰₅
2. Согласно следствию из закона Гесса энтальпия растворения безводного бромида:
ΔH⁰₃ = Uреш. + ΔH⁰₁ + 2ΔH⁰₂ = 2424 + 2635,8 + 2×(-87,21) = 2424 + 2635,8 - 174,42 = 4885,38 кДж/моль
3. Приняв во внимание, что в условии отношение энтальпий растворения безводной соли и ее кристаллогидрата дано для равных масс, а не количеств вещества, получим:
ΔH⁰₄ = ΔH⁰₃×М(MgBr₂·6H₂O)/М(MgBr₂)/9 = 4885,38×292/184/9 = 861,43 кДж/моль
4. ΔH⁰₆ = ΔH⁰₃ – ΔH⁰₅ = 4885,38 - 861,43 = 4023,95 кДж/моль
Q = -ΔH⁰ = -ν(MgBr₂·6H₂O)×ΔH⁰₆ = 2,5/292×4023,95 ≈ 0,213КДж = 213 Дж
