Алгоритм 14

Вычисление массовой доли примесей в исходном веществе по его массе и известной массе продукта реакции

Пример. При восстановлении порции железной окалины Fe3O4 массой 464г водородом образовалось 302,4г железа. Вычислите массовую долю Fe3O4 в данной порции жеkезной окалины и массовую долю примесей в ней.

С помощью соответствующих обозначений запишем условие задачи, найдем молярные массы веществ, о которых идет речь в условии задачи

Дано:
m_исх(Ре₃0₄)=464г
m(Fe)=302,4г
----------------------- 
w(Fe₃0₄)=?%; w_np=?%
M(Fe₃O₄)=232г/моль
M(Fe)=56г/моль

Найдем количество вещества продукта реакции

Решение:

n(Fe)=5,4моль

Запишем уравнение реакции. Расставим коэффициенты
Fe₃O₄ + 4Н₂ = 3Fe + 4Н₂О

Над формулами веществ надпишем данные о количествах веществ, найденных из условия задачи, а под формулами — стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции

? моль        5,4 моль
Fe₃O₄ + 4H₂ = 3Fe + 4H₂O
1 моль       3 моль

Вычислим количество вещества реагента. Для этого составим пропорцию

х моль/1моль=5,4моль/3моль

откуда х=1,8моль.
Следовательно, для чистого Fe₃O₄ n(Fe₃O₄)=1,8моль

Найдем массу исходного вещества (основного реагента), вступившего в реакцию

m(Fe₃0₄)=n(Fe₃0₄)•M(Fe₃0₄)
m(Fe₃O₄)=1,8моль•232г/моль = 417,6г

Найдем массовую долю основного реагента в порции исходного вещества. Для этого составим пропорцию и решим уравнение

464г составляет 100% массы исходного вещества
417,6 г составляет а %,
а•464=417,6•100%, откуда
а=90%.
Следовательно, w(Fe₃O₄)=90%

Найдем массовую долю примесей в порции исходного вещества
w_np=100%-90%=10%

Запишем ответ
Ответ: w(Fe₃O₄)=90%; w_np=10%