Сколько железа можно получить при восстановлении 1 т магнетита, содержащего 72% железной окалины

Ответы на вопрос

Отвечает Бондаренко Влад.

Нужно учесть, что восстанавливается не вся тонна исходного вещества, а только та часть, которая является железной окалиной (магнетитом) Fe₃O₄, и затем применить практический выход.

1) Масса магнетита в 1 т смеси

Дано: в 1 т магнетита (сырья) содержится 72% Fe₃O₄.

m(\text{Fe}_3\text{O}_4)=1{,}0\,\text{т}\cdot 0{,}72=0{,}72\,\text{т}=720\,\text{кг}

2) Теоретически возможная масса железа из Fe₃O₄

Алюминотермия восстанавливает железо из Fe₃O₄ до Fe (алюминий — восстановитель). Для расчёта достаточно стехиометрии по железу: из 1 моля Fe₃O₄ получается 3 моля Fe, то есть по массе железо, которое “сидит” в Fe₃O₄, и будет теоретическим максимумом.

Найдём массовую долю железа в Fe₃O₄:

Молярная масса:

M(\text{Fe}_3\text{O}_4)=3\cdot 55{,}85 + 4\cdot 16{,}00 = 167{,}55 + 64{,}00 = 231{,}55\ \text{г/моль}

Масса железа в 1 моле Fe₃O₄:

m_{\text{Fe}}=3\cdot 55{,}85 = 167{,}55\ \text{г}

Доля железа:

w(\text{Fe})=\frac{167{,}55}{231{,}55}\approx 0{,}7236

Тогда теоретическая масса железа из 720 кг Fe₃O₄:

m_{\text{теор}}(\text{Fe})=720\,\text{кг}\cdot 0{,}7236 \approx 520{,}99\,\text{кг}

3) Практический выход 86% от теоретического

m_{\text{практ}}(\text{Fe})=m_{\text{теор}}(\text{Fe})\cdot 0{,}86 =520{,}99\,\text{кг}\cdot 0{,}86 \approx 447{,}05\,\text{кг}

Ответ

При восстановлении 1 т сырья, содержащего 72% Fe₃O₄, с практическим выходом 86% можно получить примерно:

\boxed{447\ \text{кг железа (≈ 0,447 т)}}

Ответы на вопрос

1) Масса магнетита в 1 т смеси

2) Теоретически возможная масса железа из Fe₃O₄

3) Практический выход 86% от теоретического

Ответ

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика