Номер 3.46, страница 21, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.46. Рассчитайте массовую долю железа в соединении железа с кислородом, если известно, что 6,8 г этого соединения содержат 4,76 г железа. Выведите формулу данного вещества.

Дано:

$m(соединения) = 6,8\ г$

$m(Fe) = 4,76\ г$

Найти:

$ω(Fe)\ -\ ?$

Формула вещества $- \ ?$

Решение:

Расчет массовой доли железа в соединении

Массовая доля элемента ($ω$) в соединении — это отношение массы элемента к общей массе соединения. Формула для расчета массовой доли железа:

$ω(Fe) = \frac{m(Fe)}{m(соединения)}$

Подставляем значения из условия задачи:

$ω(Fe) = \frac{4,76\ г}{6,8\ г} = 0,7$

Для выражения массовой доли в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$ω(Fe) = 0,7 \cdot 100\% = 70\%$

Ответ: Массовая доля железа в соединении составляет 70%.

Вывод формулы вещества

Соединение состоит из железа ($Fe$) и кислорода ($O$). Сначала найдем массу кислорода в данном количестве соединения:

$m(O) = m(соединения) - m(Fe) = 6,8\ г - 4,76\ г = 2,04\ г$

Для вывода химической формулы ($Fe_xO_y$) необходимо найти соотношение количеств вещества (молей) атомов железа и кислорода. Используем молярные массы элементов (округленные значения):

$M(Fe) \approx 56\ г/моль$

$M(O) \approx 16\ г/моль$

Рассчитаем количество вещества каждого элемента по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{4,76\ г}{56\ г/моль} = 0,085\ моль$

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{2,04\ г}{16\ г/моль} = 0,1275\ моль$

Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле равно соотношению количеств вещества:

$x : y = n(Fe) : n(O) = 0,085 : 0,1275$

Для нахождения простейшего целочисленного соотношения разделим оба значения на наименьшее из них (0,085):

$\frac{0,085}{0,085} : \frac{0,1275}{0,085} \implies 1 : 1,5$

Поскольку индексы в химической формуле должны быть целыми числами, умножим полученное соотношение на 2:

$1 \cdot 2 : 1,5 \cdot 2 \implies 2 : 3$

Следовательно, простейшая формула соединения — $Fe_2O_3$ (оксид железа(III)).

Ответ: Формула вещества — $Fe_2O_3$.