Каково количество вещества и масса оксида железа (III), необходимого для реакции с серной кислотой, чтобы получить

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы, согласно которому масса продуктов реакции должна быть равна массе исходных веществ.

Начнем с записи сбалансированного уравнения реакции:
\[
Fe_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3H_2O
\]

Из уравнения видно, что для образования 1 моля сульфата железа (III) (Fe_2(SO_4)_3), необходимо 1 моль оксида железа (III) (Fe_2O_3). Теперь давайте найдем молярную массу сульфата железа (III) и оксида железа (III), чтобы далее расчитать необходимое количество вещества и массу.

Молярная масса сульфата железа (III) (Fe_2(SO_4)_3) составляет:
\[ M_{Fe_2(SO_4)_3} = 2M_{Fe} + 3M_{S} + 12M_{O} \]

Молярная масса оксида железа (III) (Fe_2O_3) составляет:
\[ M_{Fe_2O_3} = 2M_{Fe} + 3M_{O} \]

Где \( M_{Fe} \), \( M_{S} \) и \( M_{O} \) - молярные массы соответствующих элементов (железа, серы и кислорода). Находим эти значения в таблице молярных масс элементов и подставляем их в формулы:

\[ M_{Fe_2(SO_4)_3} = 2 \times 55.85 \, \text{г/моль} + 3 \times 32.07 \, \text{г/моль} + 12 \times 16.00 \, \text{г/моль} = 399.88 \, \text{г/моль} \]

\[ M_{Fe_2O_3} = 2 \times 55.85 \, \text{г/моль} + 3 \times 16.00 \, \text{г/моль} = 159.69 \, \text{г/моль} \]

Теперь, когда мы знаем молярные массы, мы можем перейти к расчету количества вещества и массы, используя следующие формулы:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где \( n \) - количество вещества в молях, \( m \) - масса вещества в граммах, \( M \) - молярная масса вещества.

Перейдем к расчету:

\[ n_{Fe_2O_3} = \frac{m_{Fe_2O_3}}{M_{Fe_2O_3}} = \frac{50 \, \text{г}}{159.69 \, \text{г/моль}} \approx 0.313 \, \text{моль} \]

Таким образом, для реакции с серной кислотой, чтобы получить 50 г сульфата железа (III), нам понадобится около 0.313 моль оксида железа (III).

Чтобы рассчитать массу оксида железа (III), нам нужно умножить количество вещества на его молярную массу:

\[ m_{Fe_2O_3} = n_{Fe_2O_3} \times M_{Fe_2O_3} \approx 0.313 \, \text{моль} \times 159.69 \, \text{г/моль} \approx 50 \, \text{г} \]

Таким образом, чтобы получить 50 г сульфата железа (III), необходимо использовать около 0,313 моль оксида железа (III) массой примерно 50 г.