Каковы массовые доли веществ в смеси, образовавшейся в результате реакции между 21,6 г алюминия и 100 г оксида железа(III)?

Химия 11 класс Реакции обмена и расчет массовых долей веществ массовая доля веществ смесь реакции алюминий оксид железа(III) химия 11 класс Новый

Для решения задачи о массовых долях веществ в смеси, образовавшейся в результате реакции между алюминием и оксидом железа(III), сначала необходимо записать уравнение реакции.

Реакция между алюминием и оксидом железа(III) происходит по следующему уравнению:

6 Al + 2 Fe2O3 → 4 Al2O3 + 4 Fe

Теперь определим, сколько алюминия и оксида железа(III) участвует в реакции. Для этого нужно рассчитать количество молей каждого вещества.

1. Расчет молей алюминия:
• Молярная масса алюминия (Al) = 27 г/моль.
• Количество молей алюминия = масса / молярная масса = 21,6 г / 27 г/моль ≈ 0,8 моль.
2. Расчет молей оксида железа(III):
• Молярная масса оксида железа(III) (Fe2O3) = 2 * 55,85 г/моль + 3 * 16 г/моль = 159,7 г/моль.
• Количество молей оксида железа(III) = 100 г / 159,7 г/моль ≈ 0,625 моль.

Теперь сравним количество молей реагентов с коэффициентами в уравнении реакции. Из уравнения видно, что на 6 моль алюминия требуется 2 моль Fe2O3. Следовательно, на 1 моль Al требуется 1/3 моль Fe2O3.

Теперь найдем, сколько моль Fe2O3 нужно для 0,8 моль Al:

0,8 моль Al * (1/3) = 0,267 моль Fe2O3.

Поскольку у нас есть 0,625 моль Fe2O3, это значит, что алюминий является ограничивающим реагентом. Реакция пройдет до полного использования алюминия.

Теперь рассчитаем, сколько продуктов образуется:

Из уравнения видно, что 6 моль Al дают 4 моль Fe и 4 моль Al2O3. Таким образом, из 0,8 моль Al образуется:

• Количество Fe = 0,8 моль Al * (4 моль Fe / 6 моль Al) = 0,533 моль Fe.
• Количество Al2O3 = 0,8 моль Al * (4 моль Al2O3 / 6 моль Al) = 0,533 моль Al2O3.

Теперь найдем массу образовавшихся веществ:

1. Масса Fe:
• Молярная масса Fe = 55,85 г/моль.
• Масса Fe = 0,533 моль * 55,85 г/моль ≈ 29,75 г.
2. Масса Al2O3:
• Молярная масса Al2O3 = 2 * 27 г/моль + 3 * 16 г/моль = 102 г/моль.
• Масса Al2O3 = 0,533 моль * 102 г/моль ≈ 54,33 г.

Теперь найдем общую массу смеси:

Общая масса = масса Fe + масса Al2O3 = 29,75 г + 54,33 г = 84,08 г.

Теперь можем найти массовые доли:

1. Массовая доля Fe:

Массовая доля Fe = (масса Fe / общая масса) * 100% = (29,75 г / 84,08 г) * 100% ≈ 35,4%.

2. Массовая доля Al2O3:

Массовая доля Al2O3 = (масса Al2O3 / общая масса) * 100% = (54,33 г / 84,08 г) * 100% ≈ 64,6%.

Итак, массовые доли веществ в смеси:

• Массовая доля Fe ≈ 35,4%
• Массовая доля Al2O3 ≈ 64,6%