Рассчитайте массовые доли веществ в смеси полученной при взаимодействии алюминия массой 21,6 г и оксида железа (3) 100 г

Уравнение реакции: 2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3

Найдем количества веществ реагентов:

v (Al) = 21,6 г: 27 г/моль = 0,8 моль.

v (Fe2O3) = 100 г: 160 г/моль = 0,625 моль.

Al в недостатке. Найдем массу непрореагировавшего Fe2O3:

v (ост. Fe2O3) = 0,625 моль - v (Al) / 2 = 0,225 моль.

m (ост. Fe2O3) = 0,225 моль * 160 г/моль = 36 г.

Найдем массы продуктов реакции.

v (Fe) = v (Al) = 0,8 моль.

m (Fe) = 0,8 моль * 56 г/моль = 44,8 г.

v (Al2O3) = v (Al) / 2 = 0,4 моль.

m (Al2O3) = 0,4 моль * 102 г/моль = 40,8 г.

Найдем массу смеси:

m (смеси) = m (Al) + m (Fe2O3) = 121,6 г.

Найдем массовые доли веществ в смеси:

w (Fe2O3) = 36 г: 121,6 г = 0,2961 = 29,61%.

w (Fe) = 44.8 г: 121,6 г = 0,3684 = 36,84%.

w (Al2O3) = 40,8 г: 121,6 г = 0,3355 = 33,55%.

2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3

Сперва определим, какой реагент взят в избытке:

n (Al) = m/M=21,6/27=0,8 моль

n (Fe2O3) = m/M=100/160=0,625 моль (т. к. на 1 моль Fe2O3 приходится 2 моль Al, то на 0,625 моль должно приходится 1,25 моль, а так как приходится меньше, значит Fe2O3 взят в избытке)

Считаем по недостатку (Al) :

n (Fe2O3, непрореагировавшего) = n (Fe2O3) - n (Fe2O3, прореагировавшего) = n (Fe2O3) - n (Al2O3) / 2=0,625-0,8/2=0,225 моль

m (Fe2O3, непрореагировавшего) = n*M=0,225*160=36 г

m (Fe) = n*M=n (Al) * M=0,8*56=44,8 г

m (Al2O3) = n*M=n (Al) / 2*M=0,4*102=40,8 г

w (массовая доля Fe2O3 в смеси) = m (Fe2O3) / m (смеси) = 3,6 / (3,6+44,8+40,8) = 0,04 (4%)

w (Fe) = m (Fe) / m (смеси) = 44,8/89,2=0,5 (50%)

w (Al2O3) = 1-w (Fe) - w (Fe2O3) = 0,46 (46%)