Номер 2, страница 135 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Глава IV. Металлы и их соединения. §34. Железо и его соединения. Часть 2 - номер 2, страница 135.

Условие.

2. Не производя вычислений, расположите формулы веществ из задания 1 в порядке возрастания в них массовой доли железа.

Решение.

Решение 2.

Поскольку в условии задачи отсутствуют формулы веществ из задания 1, для ответа на вопрос возьмем наиболее распространенные оксиды железа, которые обычно рассматриваются в подобных задачах: оксид железа(II) ($FeO$), оксид железа(III) ($Fe_2O_3$) и смешанный оксид железа(II, III) или магнетит ($Fe_3O_4$).

Решение

Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении — это отношение массы этого элемента к массе всего соединения. Формула для ее расчета:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)}$

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

Чтобы расположить вещества в порядке возрастания массовой доли железа, не прибегая к вычислениям, нужно проанализировать состав каждого соединения. Чем больше в молекуле доля другого элемента (в данном случае кислорода) по отношению к железу, тем меньше будет массовая доля самого железа.

Давайте сравним, сколько атомов кислорода приходится на один атом железа в каждом из оксидов. Для этого найдем соотношение числа атомов кислорода к числу атомов железа.

1. В оксиде железа(III), $Fe_2O_3$: на 2 атома железа ($Fe$) приходится 3 атома кислорода ($O$). Соотношение атомов $O/Fe$ равно $3/2 = 1.5$.

2. В смешанном оксиде, $Fe_3O_4$: на 3 атома железа ($Fe$) приходится 4 атома кислорода ($O$). Соотношение атомов $O/Fe$ равно $4/3 \approx 1.33$.

3. В оксиде железа(II), $FeO$: на 1 атом железа ($Fe$) приходится 1 атом кислорода ($O$). Соотношение атомов $O/Fe$ равно $1/1 = 1$.

Чем больше это соотношение, тем больше «разбавлено» железо кислородом, и, следовательно, тем ниже массовая доля железа. Сравним полученные значения:

$1.5 (для \thinspace Fe_2O_3) > 1.33 (для \thinspace Fe_3O_4) > 1 (для \thinspace FeO)$

Это означает, что наибольшая относительная доля кислорода (и, соответственно, наименьшая массовая доля железа) содержится в $Fe_2O_3$. Наименьшая относительная доля кислорода (и, соответственно, наибольшая массовая доля железа) — в $FeO$.

Таким образом, чтобы расположить формулы в порядке возрастания массовой доли железа, мы должны двигаться от соединения с самым большим соотношением $O/Fe$ к соединению с самым маленьким.

Ответ: $Fe_2O_3, Fe_3O_4, FeO$.