برای حل سوالات مطرح شده، به ترتیب نکات زیر را بررسی میکنیم:
### سوال 1:
**الف)** واکنش داده شده واکنش "ترمیت" است که در آن از آلومینیوم برای کاهش Fe2O3 استفاده میشود.
دلیل استفاده از آلومینیوم در اینجا به خاطر قدرت آن در کاهش اکسید فلزات است. آلومینیوم فلزی بسیار فعال است و به عنوان یک عامل کاهنده قوی عمل میکند.
**ب)** محاسبه جرم آلومینیوم لازم برای تولید:
1. از جرم مولی مواد استفاده کنید:
- Al = 27 g/mol
- Fe2O3 = 160 g/mol
2. معادله واکنش داده شده:
\[
Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe
\]
3. از 90.0 گرم Fe2O3 استفاده میکنیم:
\[
\text{جرم مول }= \frac{90.0}{160} = 0.5625 \text{مول}
\]
4. تعداد مولهای لازم از Al:
\[
0.5625 \times 2 = 1.125 \text{مول Al}
\]
5. محاسبه جرم آلومینیوم:
\[
1.125 \times 27 = 30.375 \text{گرم آلومینیوم}
\]
### سوال 2:
در 400 گرم سنگآهک ناخالص، 22.4 لیتر گاز کربندیاکسید در شرایط استاندارد تولید میشود. محاسبه درصد خلوص:
1. تعداد مول گاز (با استفاده از شرایط استاندارد):
\[
1 \text{ مول } \text{CO}_2 = 22.4 \text{ لیتر}
\]
پس تعداد مول گاز:
\[
\frac{22.4}{22.4} = 1 \text{ مول }
\]
2. جرم مولی CaCO3 = 100 g/mol، پس مقدار CaCO3 در 1 مول:
\[
100 \text{ گرم }
\]
3. درصد خلوص:
\[
\frac{100}{400} \times 100 = 25\%
\]
### سوال 3:
برای حل درصد خلوص کلسیم:
1. جرم فلز کلسیم: 25 گرم
2. کل جرم: \( 25 + \frac{1}{12} = \text{جرم کلی} \)
درصد خلوص:
\[
\frac{25}{\text{جرم کلی}} \times 100
\]
محاسبات دقیقتر لازم است برای جواب عددی درست.
### سوال 4:
محاسبه جرم آهن تولید شده:
1. از Fe2O3 و درصد خلوص اطلاعات داریم:
- جرم مولی Fe = 56 g/mol
- \[
Fe_2O_3 \rightarrow 2Fe + Al_2O_3
\]
2. عدد مول از Fe2O3:
\[
\frac{160 \times 0.85}{160} = 0.85 \text{ مول Fe}_2O_3
\]
3. تعداد مول آهن:
\[
0.85 \times 2 = 1.7 \text{ مول Fe}
\]
4. جرم آهن:
\[
1.7 \times 56 = 95.2 \text{گرم Fe}
\]
