Номер 4, страница 25 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 4. Найдите формулу оксида железа, содержащего 72,41% железа, который входит в состав железной руды — магнетита.

4. Дано:

Массовая доля железа в оксиде $ω(Fe) = 72,41\%$

Найти:

Формулу оксида железа $- Fe_xO_y$

Решение:

1. Обозначим формулу оксида железа как $Fe_xO_y$, где x и y — индексы, показывающие количество атомов каждого элемента в молекуле.

2. Так как соединение является оксидом, оно состоит только из железа и кислорода. Найдем массовую долю кислорода в оксиде:

$ω(O) = 100\% - ω(Fe) = 100\% - 72,41\% = 27,59\%$

3. Для нахождения формулы удобно принять массу образца оксида за 100 г. Тогда массы элементов в образце будут численно равны их массовым долям:

$m(Fe) = 72,41 \text{ г}$

$m(O) = 27,59 \text{ г}$

4. Соотношение индексов в химической формуле ($x:y$) равно соотношению количеств вещества (числа молей) элементов в соединении:

$x : y = ν(Fe) : ν(O)$

5. Найдем количество вещества каждого элемента, используя формулу $ν = \frac{m}{M}$, где M - молярная масса. Используем атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(Fe) \approx 56 \text{ г/моль}$, $Ar(O) \approx 16 \text{ г/моль}$.

$ν(Fe) = \frac{m(Fe)}{Ar(Fe)} = \frac{72,41 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 1,293 \text{ моль}$

$ν(O) = \frac{m(O)}{Ar(O)} = \frac{27,59 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 1,724 \text{ моль}$

6. Найдем соотношение количеств вещества:

$x : y = 1,293 : 1,724$

7. Чтобы получить целочисленные индексы, разделим оба числа на наименьшее из них (1,293):

$x : y = \frac{1,293}{1,293} : \frac{1,724}{1,293} \approx 1 : 1,333$

8. Полученное соотношение $1:1,333$ можно представить как $1 : \frac{4}{3}$. Чтобы избавиться от дроби, умножим обе части соотношения на 3:

$x : y = (1 \cdot 3) : (\frac{4}{3} \cdot 3) = 3 : 4$

9. Таким образом, простейшая формула оксида железа — $Fe_3O_4$. Это соединение известно как железная окалина или магнетит.

Ответ: Формула оксида железа — $Fe_3O_4$.