Дано:
- Оксид железа(III) - Fe2O3.
- Оксид меди(II) - CuO.
- Смесь эквимолярная, то есть n(Fe2O3) = n(CuO).
Найти:
1. Массовую долю кислорода в смеси.
Решение:
1. Сначала найдем молярные массы компонентов:
- M(Fe2O3) = 2 * M(Fe) + 3 * M(O)
- M(Fe) = 55,85 г/моль
- M(O) = 16,00 г/моль
- M(Fe2O3) = 2 * 55,85 + 3 * 16,00 = 111,70 + 48,00 = 159,70 г/моль
- M(CuO) = M(Cu) + M(O)
- M(Cu) = 63,55 г/моль
- M(CuO) = 63,55 + 16,00 = 79,55 г/моль
2. Обозначим количество вещества в смеси как n (т.е. n(Fe2O3) = n и n(CuO) = n).
3. Рассчитаем массу каждого компонента:
- m(Fe2O3) = n * M(Fe2O3) = n * 159,70
- m(CuO) = n * M(CuO) = n * 79,55
4. Рассчитаем общую массу смеси:
- m(total) = m(Fe2O3) + m(CuO)
- m(total) = n * 159,70 + n * 79,55 = n * (159,70 + 79,55) = n * 239,25
5. Рассчитаем массу кислорода в смеси:
- В Fe2O3 содержится 3 атома кислорода на формулу, следовательно:
m(O из Fe2O3) = 3 * n * M(O) = 3 * n * 16,00 = 48,00 * n
- В CuO содержится 1 атом кислорода на формулу, следовательно:
m(O из CuO) = 1 * n * M(O) = 1 * n * 16,00 = 16,00 * n
- Общая масса кислорода в смеси:
m(O) = m(O из Fe2O3) + m(O из CuO)
m(O) = 48,00 * n + 16,00 * n = 64,00 * n
6. Рассчитаем массовую долю кислорода:
- w(O) = m(O) / m(total)
- w(O) = (64,00 * n) / (239,25 * n)
7. Упростим:
- w(O) = 64,00 / 239,25 ≈ 0,267.
Ответ:
Массовая доля кислорода в эквимолярной смеси составляет примерно 26,7%.