Какой минимальный объем (н.у.) оксида углерода(II) требуется для получения а) 22,4 г железа из оксида железа(III)?

Чтобы решить эту задачу, мы должны применить химические принципы и применить стехиометрические соотношения.

Давайте анализировать пошагово:

1. Составим уравнение реакции между оксидом железа(III) и оксидом углерода(II):
\[Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2\]

2. Из уравнения видно, что для получения одной молекулы железа требуется три молекулы оксида углерода(II). Таким образом, стехиометрическое соотношение составляет 1:3.

3. Для расчета минимального объема оксида углерода(II) в нормальных условиях (н.у.), мы должны знать его молярную массу. Молярная масса CO равна 28,01 г/моль.

4. Теперь мы можем приступить к решению задачи.
По условию задачи дано, что масса железа составляет 22,4 г. Нам нужно найти минимальный объем оксида углерода(II), который нужен для этой реакции.

5. Рассчитаем количество вещества феррохрома, используя следующую формулу:
\[n = \frac{m}{M}\]
Где n - количество вещества, m - масса вещества в граммах, М - молярная масса вещества.

Для железа:
\[n_{Fe} = \frac{m_{Fe}}{M_{Fe}}\]

Подставляя известные значения:
\[n_{Fe} = \frac{22,4\ г}{55,85\ г/моль} = 0,4\ моль\ Fe\]

6. Теперь, используя стехиометрическое соотношение и количество вещества железа, мы можем рассчитать количество вещества оксида углерода(II):
\[n_{CO} = 3 \times n_{Fe} = 3 \times 0,4\ моль = 1,2\ моль\ CO\]

7. Так как мы работаем с объемом газов в нормальных условиях (н.у.), то мы можем использовать соотношение между объемом и количество вещества для идеальных газов:
\[V = n \times V_m\]

Где V - объем газа в литрах, n - количество вещества в молях, V_m - молярный объем газа в нормальных условиях, который равен 22,4 л/моль.

Для оксида углерода(II):
\[V_{CO} = n_{CO} \times V_m = 1,2\ моль \times 22,4\ л/моль = 26,88\ л\ CO \approx 27\ л\ CO\]

Таким образом, минимальный объем оксида углерода(II), необходимый для получения 22,4 г железа из оксида железа(III), составляет приблизительно 27 литров.