Giải hộ mình câu này với các bạn

Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần xác định khối lượng sắt (Fe) trong 10 kg thép. 1. **Tính khối lượng sắt trong thép:** - Thép chứa 98% sắt, do đó: \[ m_{Fe} = 10 \, \text{kg} \times 0.98 = 9.8 \, \text{kg} \] 2. **Tính khối lượng $Fe_2O_3$ cần thiết để sản xuất 9.8 kg sắt:** - Phương trình phản ứng giữa $Fe_2O_3$ và $H_2$ là: \[ Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O \] - Từ phương trình, ta thấy 1 mol $Fe_2O_3$ tạo ra 2 mol Fe. - Khối lượng mol của Fe là 56 g/mol, do đó khối lượng mol của 2 mol Fe là: \[ 2 \times 56 \, \text{g/mol} = 112 \, \text{g/mol} \] - Khối lượng mol của $Fe_2O_3$ là: \[ 2 \times 56 + 3 \times 16 = 112 + 48 = 160 \, \text{g/mol} \] - Từ đó, ta có tỉ lệ giữa khối lượng của $Fe_2O_3$ và khối lượng của Fe: \[ \frac{m_{Fe_2O_3}}{m_{Fe}} = \frac{160 \, \text{g}}{112 \, \text{g}} = \frac{160}{112} = \frac{10}{7} \] - Khối lượng $Fe_2O_3$ cần thiết để sản xuất 9.8 kg sắt là: \[ m_{Fe_2O_3} = m_{Fe} \times \frac{160}{112} = 9.8 \, \text{kg} \times \frac{160}{112} = 9.8 \times \frac{160}{112} \approx 14.0 \, \text{kg} \] 3. **Tính thể tích khí $H_2$ cần thiết:** - Từ phương trình phản ứng, 1 mol $Fe_2O_3$ cần 3 mol $H_2$. - Khối lượng mol của $H_2$ là 2 g/mol, do đó 3 mol $H_2$ là: \[ 3 \times 2 \, \text{g/mol} = 6 \, \text{g/mol} \] - Từ tỉ lệ giữa $Fe_2O_3$ và $H_2$, ta có: \[ \frac{m_{H_2}}{m_{Fe_2O_3}} = \frac{6 \, \text{g}}{160 \, \text{g}} = \frac{3}{80} \] - Khối lượng $H_2$ cần thiết là: \[ m_{H_2} = m_{Fe_2O_3} \times \frac{3}{80} = 14.0 \, \text{kg} \times \frac{3}{80} \approx 0.525 \, \text{kg} \] 4. **Tính thể tích khí $H_2$:** - 1 mol khí $H_2$ chiếm thể tích 22.4 L ở điều kiện tiêu chuẩn (0 độ C, 1 atm). - Khối lượng 0.525 kg $H_2$ tương ứng với số mol: \[ n_{H_2} = \frac{0.525 \, \text{kg}}{0.002 \, \text{kg/mol}} = 262.5 \, \text{mol} \] - Thể tích $H_2$ là: \[ V_{H_2} = n_{H_2} \times 22.4 \, \text{L/mol} = 262.5 \, \text{mol} \times 22.4 \, \text{L/mol} \approx 5880 \, \text{L} \] **Kết luận:** - Khối lượng $Fe_2O_3$ cần để điều chế 10 kg thép là khoảng 14.0 kg. - Thể tích khí $H_2$ cần là khoảng 5880 L.