Номер 2, страница 45 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 8. Валентность. Глава 1. Первоначальные химические понятия - номер 2, страница 45.

2. Железо образует с серой два соединения. Используя схему 3, составьте формулы этих соединений и дайте их названия. Определите массовую долю железа в каждом соединении.

Дано:

Элементы: Железо ($Fe$) и Сера ($S$).

Железо может проявлять валентности II и III.

Относительная атомная масса железа: $Ar(Fe) = 56$.

Относительная атомная масса серы: $Ar(S) = 32$.

Найти:

1. Формулы и названия двух соединений железа с серой.

2. Массовую долю железа ($ω(Fe)$) в каждом соединении.

Решение:

Железо является переходным металлом и способно образовывать соединения, в которых проявляет разные валентности (степени окисления). Наиболее распространенными для железа являются валентности II и III. Сера в соединениях с металлами (сульфидах) обычно проявляет валентность II. Исходя из этих данных, мы можем составить формулы двух соединений железа с серой и рассчитать в них массовую долю железа.

1. Соединение железа(II) с серой

В этом соединении железо проявляет валентность II, а сера – II. Поскольку валентности элементов равны, то их атомы в соединении будут находиться в соотношении 1:1. Таким образом, химическая формула соединения – $FeS$.

Название соединения: сульфид железа(II).

Для определения массовой доли железа в этом соединении воспользуемся формулой:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ – число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ – его относительная атомная масса, а $Mr(вещества)$ – относительная молекулярная масса всего соединения.

Рассчитаем относительную молекулярную массу $FeS$:

$Mr(FeS) = Ar(Fe) + Ar(S) = 56 + 32 = 88$

Теперь рассчитаем массовую долю железа $ω(Fe)$ в $FeS$:

$ω(Fe) = \frac{1 \cdot Ar(Fe)}{Mr(FeS)} = \frac{56}{88} \approx 0.6364$

Выразим это значение в процентах:

$0.6364 \cdot 100\% = 63.64\%$

Ответ: Формула – $FeS$, название – сульфид железа(II). Массовая доля железа в нем составляет $63.64\%$.

2. Соединение железа(III) с серой

В этом соединении железо проявляет валентность III, а сера – II. Для составления формулы найдем наименьшее общее кратное (НОК) для валентностей: НОК(3, 2) = 6. Затем определим индексы для каждого элемента, разделив НОК на их валентности:

• Индекс для железа ($Fe$): $6 / 3 = 2$
• Индекс для серы ($S$): $6 / 2 = 3$

Таким образом, химическая формула соединения – $Fe_2S_3$.

Название соединения: сульфид железа(III).

Теперь определим массовую долю железа в $Fe_2S_3$.

Рассчитаем относительную молекулярную массу $Fe_2S_3$:

$Mr(Fe_2S_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(S) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 32 = 112 + 96 = 208$

Теперь рассчитаем массовую долю железа $ω(Fe)$ в $Fe_2S_3$:

$ω(Fe) = \frac{2 \cdot Ar(Fe)}{Mr(Fe_2S_3)} = \frac{2 \cdot 56}{208} = \frac{112}{208} \approx 0.5385$

Выразим это значение в процентах:

$0.5385 \cdot 100\% = 53.85\%$

Ответ: Формула – $Fe_2S_3$, название – сульфид железа(III). Массовая доля железа в нем составляет $53.85\%$.