Какой тип железной руды содержит наибольшее количество железа: магнитный железняк Fe3O4, сидерит FeCO3 или бурый

Тема занятия: Типы железной руды и их содержание железа

Инструкция: В данной задаче нужно определить, какой тип железной руды содержит наибольшее количество железа. Для этого мы рассмотрим три типа руды: магнитный железняк (Fe3O4), сидерит (FeCO3) и бурый железняк (2Fe2O3•3H2O). По условию, каждая из руд содержит 10% примесей, не содержащих железо по массе.

Для начала, вычислим массовую долю железа в каждом типе руды. Структурные формулы руды показывают отношение количества атомов железа к другим веществам. Так, в магнитном железняке (Fe3O4) на каждые 3 атома железа приходится 4 атома кислорода. В сидерите (FeCO3) имеется всего 1 атом железа на 1 атом углерода и 3 атома кислорода. В буром железняке (2Fe2O3•3H2O) на каждые 2 атома железа приходится 3 атома кислорода и 6 атомов водорода.

Массовая доля железа может быть вычислена по формуле:
массовая доля железа = (молекулярная масса железа / масса всей руды) * 100%.

Примем массу каждого типа руды для установления сравнения. Пусть масса руды равна 100 граммам, тогда масса примесей составит 10 граммов в каждом типе руды.

Вычислим массу железа для каждого типа руды.

1. Магнитный железняк (Fe3O4):
Массовая доля железа = (молекулярная масса железа / (молекулярная масса железа + молекулярная масса кислорода)) * 100%
Молекулярная масса железа = 55.85 г/моль
Молекулярная масса кислорода = 16.00 г/моль
Массовая доля железа = (55.85 г/моль / (55.85 г/моль + 4 * 16.00 г/моль)) * 100% = 72.36%

Масса железа в магнитном железняке = (72.36% * 100 г) = 72.36 г

2. Сидерит (FeCO3):
Массовая доля железа = (молекулярная масса железа / (молекулярная масса железа + молекулярная масса углерода + 3 * молекулярная масса кислорода)) * 100%
Молекулярная масса углерода = 12.01 г/моль
Массовая доля железа = (55.85 г/моль / (55.85 г/моль + 12.01 г/моль + 3 * 16.00 г/моль)) * 100% = 48.23%

Масса железа в сидерите = (48.23% * 100 г) = 48.23 г

3. Бурый железняк (2Fe2O3•3H2O):
Массовая доля железа = (молекулярная масса железа / (2 * молекулярная масса железа + 3 * молекулярная масса кислорода + 6 * молекулярная масса водорода)) * 100%
Массовая доля железа = (2 * 55.85 г/моль / (2 * 55.85 г/моль + 3 * 16.00 г/моль + 6 * 1.01 г/моль)) * 100% = 62.01%

Масса железа в буром железняке = (62.01% * 100 г) = 62.01 г

Итак, масса железа в каждом типе руды:
- Магнитный железняк (Fe3O4): 72.36 г
- Сидерит (FeCO3): 48.23 г
- Бурый железняк (2Fe2O3•3H2O): 62.01 г

Таким образом, магнитный железняк содержит наибольшее количество железа.

Совет: Чтобы лучше понять и запомнить различные типы железной руды и их содержание железа, полезно ознакомиться с их химическими формулами и молекулярными массами. Также, можно создать таблицу, в которой указать массовую долю железа для каждого типа руды.

Задание для закрепления: Выясните, какой тип железной руды содержит наименьшее количество железа, если каждая из руд содержит 15% примесей, не содержащих железо по массе. Решите задачу и определите массу железа для каждого типа руды.