21-2철(Fe) 1 kg을 아래 반응식대로 완전히 연소시킬 때 소비되… | 2021년 위험물기능사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) $\dfrac{1{,}000}{55.85} \times \dfrac{3}{4} \times 22.4 = 300.81$

(2) 300.81 L

[해설]

반응식의 계수는 곧 몰수의 비다. 철 4몰이 탈 때 산소 3몰이 쓰이므로, 철의 몰수를 구한 뒤 $3/4$을 곱하면 산소의 몰수가 나온다.

철 1 kg의 몰수

$n_{Fe} = \dfrac{1{,}000\ \mathrm{g}}{55.85\ \mathrm{g/mol}} = 17.9051\ \mathrm{mol}$

필요한 산소의 몰수

$n_{O_2} = 17.9051 \times \dfrac{3}{4} = 13.4288\ \mathrm{mol}$

표준상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4 L이므로

$V = 13.4288 \times 22.4 = 300.81\ \mathrm{L}$

따라서 필요한 산소의 부피는 300.81 L이다.

비례식으로 한 번에 세워도 결과는 같다.

$4 \times 55.85\ \mathrm{g} : 3 \times 22.4\ \mathrm{L} = 1{,}000\ \mathrm{g} : x$

일부 교재는 철의 몰수를 17.905 mol로 끊어 대입해 300.80 L로 싣고 있으나, 중간값을 반올림하지 않고 계산하면 300.8057 L여서 소수 둘째 자리로는 300.81 L가 맞다. 이런 문항은 중간에 자르지 말고 마지막에 한 번만 반올림하는 습관이 필요하다.