Какая масса угля, содержащего 10% примесей, потребуется для восстановления 20 кг оксида железа(III)?

Для восстановления оксида железа (III) углем происходит следующая реакция:

$$2Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 4Fe + 3CO_2$$

Молярная масса Fe₂O₃ = 2 * 56 + 3 * 16 = 160 г/моль.

Молярная масса C = 12 г/моль.

Количество вещества Fe₂O₃: $$n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{20000 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 125 \text{ моль}$$.

По уравнению реакции на 2 моль Fe₂O₃ требуется 3 моль C. Значит, количество вещества C:

$$n(C) = \frac{3}{2} n(Fe_2O_3) = \frac{3}{2} \cdot 125 = 187.5 \text{ моль}$$.

Масса чистого угля: $$m(C) = n(C) \cdot M(C) = 187.5 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = 2250 \text{ г} = 2.25 \text{ кг}$$.

Так как уголь содержит 10% примесей, то масса необходимого угля:

$$m(\text{угля}) = \frac{m(C)}{0.9} = \frac{2.25 \text{ кг}}{0.9} = 2.5 \text{ кг}$$.

Ответ: 2,5 кг.