Sorunun Çözümü
Bu soruyu çözmek için adım adım ilerleyelim:
-
1. H₂O'nun mol kütlesini hesaplayalım:
Atom kütleleri: H = 1 g/mol, O = 16 g/mol
$M_{H_2O} = (2 \times 1) + 16 = 18 \text{ g/mol}$ -
2. Harcanan H₂O'nun mol sayısını bulalım:
Verilen H₂O kütlesi = 27 g
$n_{H_2O} = \frac{\text{kütle}}{\text{mol kütlesi}} = \frac{27 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 1.5 \text{ mol}$ -
3. Tepkime denklemine göre harcanan Fe'nin mol sayısını bulalım:
Tepkime denklemi: $2\text{Fe(k)} + 3\text{H}_2\text{O(s)} \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3\text{(k)} + 3\text{H}_2\text{(g)}$
Denklemden görüldüğü gibi, 3 mol H₂O ile 2 mol Fe tepkimeye girer.
Eğer 1.5 mol H₂O harcanmışsa:
$n_{Fe} = 1.5 \text{ mol H}_2\text{O} \times \frac{2 \text{ mol Fe}}{3 \text{ mol H}_2\text{O}} = 1 \text{ mol Fe}$ -
4. Tepkimeye giren saf Fe'nin kütlesini hesaplayalım:
Fe'nin atom kütlesi = 56 g/mol
$m_{Fe} = n_{Fe} \times M_{Fe} = 1 \text{ mol} \times 56 \text{ g/mol} = 56 \text{ g}$
Bu, 200 gramlık demir cevherindeki saf demir kütlesidir. -
5. Demir cevherinin saflık yüzdesini hesaplayalım:
Toplam demir cevheri kütlesi = 200 g
Saf demir kütlesi = 56 g
$\text{Saflık yüzdesi} = \frac{\text{Saf demir kütlesi}}{\text{Toplam cevher kütlesi}} \times 100$
$\text{Saflık yüzdesi} = \frac{56 \text{ g}}{200 \text{ g}} \times 100 = 0.28 \times 100 = 28\%$
Cevap B seçeneğidir.