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2015년06월04일 14번

[과목 구분 없음]
다음은 용광로에서 산화철을 철(Fe)로 제련할 때 일어나는 화학 반응이다.

탄소(C) 72 g 으로 만든 일산화 탄소(CO)를 모두 사용하여 산화철을 Fe로 제련하려고 한다. 산화철로 Fe2O3 을 사용할 때와 Fe3O4을 사용할 때, 생성되는 Fe의 질량(g) 차는? (단, C, Fe 의 원자량은 각각 12, 56 이다. 모든 C는 CO가 된다고 가정하며, 산화철의 양은 충분하다.) [3점]

  • ① 28
  • ② 56
  • ③ 72
  • ④ 84
  • 112
(정답률: 알수없음)

문제 해설

산화철로 Fe2O3을 사용할 때, 화학 반응식은 다음과 같다.

2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2

여기서 C의 몰은 72/12 = 6 mol 이므로, CO의 몰도 6 mol 이다. 따라서 CO2의 몰도 3 mol 이 되어, 생성되는 Fe의 몰도는 4 mol 이다. Fe의 몰량은 4 × 56 = 224 g 이므로, 생성되는 Fe의 질량은 224 g 이다.

산화철로 Fe3O4을 사용할 때, 화학 반응식은 다음과 같다.

Fe3O4 + 4C → 3Fe + 4CO

여기서 C의 몰은 72/12 = 6 mol 이므로, CO의 몰도 6 mol 이다. 따라서 생성되는 Fe의 몰도는 3 mol 이다. Fe의 몰량은 3 × 56 = 168 g 이므로, 생성되는 Fe의 질량은 168 g 이다.

따라서, 생성되는 Fe의 질량 차이는 224 g - 168 g = 56 g 이다. 따라서 정답은 "56" 이다.



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