Какое количество углерода требуется для полного превращения 696 тонн магнитного железника Fe3O4 в оксид углерода?

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать соотношение реакции между магнитным железником Fe3O4 и оксидом углерода CO2. Первым шагом является запись сбалансированного уравнения реакции:

\[Fe3O4 + 4CO \rightarrow 3Fe + 4CO2\]

В этом уравнении мы видим, что одна молекула Fe3O4 реагирует с 4 молекулами CO, образуя 3 молекулы Fe и 4 молекулы CO2. Теперь нам нужно найти количество углерода, требуемое для превращения 696 тонн магнитного железника в оксид углерода CO2.

Для этого сначала найдем количество молей магнитного железника, зная его молярную массу. Молярная масса Fe3O4 равна 231.53 г/моль. Поскольку масса дана в тоннах, переведем ее в граммы, умножив на 1000:

\(696\, \text{тонн} \times 1000 = 696,000\, \text{кг} \times 1000 = 696,000,000 \, \text{г}\)

Теперь нам нужно найти количество молей магнитного железника Fe3O4. Для этого разделим его массу (в граммах) на молярную массу:

\(\text{Количество молей Fe3O4} = \frac{696,000,000 \, \text{г}}{231.53 \, \text{г/моль}} = 300,774.31 \, \text{моль}\)

Затем мы используем соотношение из уравнения реакции, чтобы найти количество молей CO2, которое будет образовано при полном превращении данного количества магнитного железника. Из уравнения реакции мы видим, что для каждых 4 молекул CO требуется образование 4 молекул CO2. Это соотношение дает нам:

\(\text{Количество молей CO2} = \frac{300,774.31 \, \text{моль}}{4} = 75193.58 \, \text{моль}\)

Наконец, чтобы найти количество углерода, требуемое для образования данного количества CO2, мы умножаем количество молей CO2 на количество атомов углерода в одной молекуле CO2. У CO2 есть 1 атом углерода в каждой молекуле. Таким образом:

\(\text{Количество углерода} = 75193.58 \, \text{моль} \times 1 = 75193.58 \, \text{моль}\)

Итак, для полного превращения 696 тонн магнитного железника Fe3O4 в оксид углерода CO2 требуется 75193.58 моль углерода.