國中高爐煉鐵題目

1.
由(甲)式，莫耳數比 C : CO = 1 : 1
由(乙)式，莫耳數比 CO : Fe = 3 : 2
所以，莫耳數比 C : Fe = 3 : 2

得到 Fe 的質量 = 5.6 x 1000 g
得到 Fe 的莫耳數 = (5.6 x 1000) / 56 = 100mol
用掉 C 的莫耳數 = 100 x (3/2) = 150 mol
用掉 C 的質量 = 150 x 12 = 1800 g = 1.8 kg


2.
由乙式，莫耳數比 Fe2O3: Fe = 1 : 2

由題 1，得到 Fe 的莫耳數 = 100 mol
所需 Fe2O3的莫耳數 = 100 x (1/2) = 50 mol
所需 Fe­2O3的質量 = 50 x (56x2 + 16x3) =8000 g = 8 kg
所需鐵礦的質量 = 8 / 64% = 12.5 kg

1)5.6kg的鐵=(5600g/56)=100mole的鐵
由 (乙)Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
知1mole的Fe2O3和3mole的CO完全作用可產生2mole的Fe
故已知要產生100mole的Fe則要有50mole的Fe2O3和150mole的CO完全作用
由(甲)2C + O2 → 2CO知
2mole的C和1mole的O2完全作用可產生2mole的CO
由上式知
要產生150mole的CO則要有150mole的C和75mole的O2完全作用
需用掉多少kg的碳?
150x12=1800g=1.8kg的碳

2)已知要產生100mole的Fe則要有50mole的Fe2O3和150mole的CO完全作用
又Fe2O3之原子量=56x2+16x3=160
50mole的Fe2O3=50x160=8000g=8kg
鐵礦中含三氧化二鐵的比率為64%=0.64
所以需冶煉8/(0.64) =12.5kg的鐵礦