Дано:
- Массовая доля кислорода в оксиде = 48,00 %
Найти:
- Формулу оксида металла
Решение:
1. Массовая доля кислорода в оксиде составляет 48,00 %. Это означает, что в 100 г оксида содержится 48,00 г кислорода.
2. Найдем массу металла в 100 г оксида:
Масса металла = 100 г - 48,00 г = 52,00 г
3. Обозначим атомную массу металла как M и количество атомов кислорода в оксиде как n. Поскольку масса кислорода в оксиде составляет 48,00 г, массовая доля кислорода можно записать следующим образом:
(n * 16) / (M + n * 16) * 100% = 48,00 %
Преобразуем уравнение:
n * 16 = 0,48 * (M + n * 16)
Раскрываем скобки:
n * 16 = 0,48M + 0,48 * n * 16
Переносим все члены, содержащие n, в одну сторону:
n * 16 - 0,48 * n * 16 = 0,48M
0,52 * n * 16 = 0,48M
8,32 * n = 0,48M
M = 8,32 * n / 0,48
M = 17,33 * n
4. Проверим возможные значения n. Если n = 1 (предполагаем, что количество атомов кислорода в оксиде 1):
M = 17,33 * 1 = 17,33
Это значение близко к 18, что соответствует атомной массе магния (Mg).
5. Проверяем формулу MgO:
- Масса Mg = 24,305 г/моль
- Масса O = 16 г/моль
- Молекулярная масса MgO = 24,305 + 16 = 40,305 г/моль
- Массовая доля кислорода = (16 / 40,305) * 100 % ≈ 39,7 %
Поскольку 48 % больше, чем 39,7 %, предполагаем, что n = 2 (возможная формула - MgO2), но это не является стандартным оксидом.
6. Проверяем формулу FeO:
- Масса Fe = 55,85 г/моль
- Масса O = 16 г/моль
- Молекулярная масса FeO = 55,85 + 16 = 71,85 г/моль
- Массовая доля кислорода = (16 / 71,85) * 100 % ≈ 22,3 %
Таким образом, возможно более точная формула Fe2O3:
- Масса Fe2O3 = 2 * 55,85 + 3 * 16 = 111,7 + 48 = 159,7 г/моль
- Массовая доля кислорода = (48 / 159,7) * 100 % ≈ 30,03 %
Попробуем формулу MnO2:
- Масса Mn = 54,94 г/моль
- Масса O = 16 г/моль
- Молекулярная масса MnO2 = 54,94 + 2 * 16 = 86,94 г/моль
- Массовая доля кислорода = (32 / 86,94) * 100 % ≈ 36,8 %
Более точно соответствующую формулу можно найти с помощью приближенных расчетов, например, используя FeO2 или другие.
Ответ:
Формула оксида металла, соответствующая массовой доле кислорода 48,00 %, является FeO.