حل خودرابیازمایید صفحه22 شیمی یازدهم

پاسخ و توضیح تمرین خود را بیازمایید صفحه 22 شیمی یازدهم این تمرین یک مسئله‌ی استوکیومتری است که فرآیند $\mathbf{\text{استخراج آهن}}$ (کاهش اکسید آهن با کربن) را نشان می‌دهد. برای حل مسئله باید ابتدا واکنش را موازنه کنید و سپس از $\mathbf{\text{جرم مولی}}$ و $\mathbf{\text{نسبت مولی}}$ استفاده کنید. 💡 **واکنش شیمیایی:** ($\mathbf{\text{ذوب سنگ آهن در کوره بلند}}$) $$\mathbf{Fe_2O_3(s) + C(s) \xrightarrow{\Delta} Fe(s) + CO_2(g)}$$ --- ## 1. موازنه کردن واکنش 1. **موازنه $\mathbf{Fe}$:** در سمت چپ 2 اتم $\mathbf{Fe}$، پس ضریب $\mathbf{2}$ برای $\mathbf{Fe}$ در سمت راست: $$\mathbf{Fe_2O_3(s) + C(s) \rightarrow 2Fe(s) + CO_2(g)}$$ 2. **موازنه $\mathbf{O}$:** در سمت چپ 3 اتم $\mathbf{O}$، در سمت راست 2 اتم $\mathbf{O}$ (در $\mathbf{CO_2}$). کوچک‌ترین مضرب مشترک 6 است. $$\mathbf{2Fe_2O_3(s) + 3C(s) \rightarrow Fe(s) + CO_2(g)}$$ 3. **تکمیل موازنه:** اکنون، $\mathbf{Fe}$ (سمت چپ 4)، $\mathbf{C}$ (سمت راست 3) و $\mathbf{Fe}$ (سمت راست 2) را مجدداً موازنه می‌کنیم: $$\mathbf{2Fe_2O_3(s) + 3C(s) \rightarrow 4Fe(s) + 3CO_2(g)}$$ **معادله موازنه شده:** $$\mathbf{2Fe_2O_3(s) + 3C(s) \rightarrow 4Fe(s) + 3CO_2(g)}$$ --- ## 2. محاسبه‌ی جرم‌های مولی **داده‌های مورد نیاز (از جدول تناوبی):** $\mathbf{Fe \approx 56 \text{ g/mol}}$, $\mathbf{O \approx 16 \text{ g/mol}}$, $\mathbf{C \approx 12 \text{ g/mol}}$ * **جرم مولی $\mathbf{Fe}$:** $\mathbf{56 \text{ g/mol}}$ * **جرم مولی $\mathbf{Fe_2O_3}$:** $(2 \times 56) + (3 \times 16) = 112 + 48 = \mathbf{160 \text{ g/mol}}$ --- ## 3. محاسبه‌ی جرم آهن تولید شده **هدف:** تبدیل $\mathbf{40 \text{ g } Fe_2O_3}$ به $\mathbf{? \text{ g } Fe}$ 1. **تبدیل جرم $\mathbf{Fe_2O_3}$ به مول:** $$\mathbf{\text{مول } Fe_2O_3} = \frac{40 \text{ g } Fe_2O_3}{160 \text{ g/mol}} = \mathbf{0.25 \text{ mol } Fe_2O_3}$$ 2. **استفاده از نسبت مولی $\mathbf{\frac{4 \text{ mol } Fe}{2 \text{ mol } Fe_2O_3}}$ (نسبت $\mathbf{2:1}$):** $$\mathbf{\text{مول } Fe} = 0.25 \text{ mol } Fe_2O_3 \times \frac{4 \text{ mol } Fe}{2 \text{ mol } Fe_2O_3} = \mathbf{0.5 \text{ mol } Fe}$$ 3. **تبدیل مول $\mathbf{Fe}$ به جرم:** $$\mathbf{\text{جرم } Fe} = 0.5 \text{ mol } Fe \times \frac{56 \text{ g } Fe}{1 \text{ mol } Fe} = \mathbf{28 \text{ g}}$$ **نتیجه:** از واکنش $\mathbf{40 \text{ گرم آهن (III) اکسید}}$ با مقدار کافی کربن، انتظار می‌رود $\mathbf{28 \text{ گرم آهن}}$ به دست آید. ⚙️