Дано:
- Массовая доля кислорода в оксиде неизвестного металла = 36,81 %
Найти:
- Неизвестный металл
Решение:
1. Обозначим формулу оксида как MxOy, где M — металл, x и y — стехиометрические коэффициенты. Известно, что массовая доля кислорода равна 36,81 %.
2. Сначала найдем массу кислорода и металла в 100 г оксида:
- Масса кислорода в 100 г оксиде = 36,81 г
- Масса металла в 100 г оксиде = 100 г - 36,81 г = 63,19 г
3. Найдем массовую долю кислорода в оксиде:
- Молекулярная масса кислорода (O) = 16 г/моль
- Молекулярная масса металла M (г/моль) можно найти из массовой доли.
4. Рассчитаем молекулярную массу оксида:
- Массовая доля кислорода = (молекулярная масса кислорода * y) / (молекулярная масса металла * x + молекулярная масса кислорода * y)
- 36,81 % = 36,81 / 100 = 0,3681
5. Выразим массовую долю кислорода:
- 0,3681 = (16 * y) / (M * x + 16 * y)
- 0,3681 * (M * x + 16 * y) = 16 * y
- 0,3681 * M * x + 5,8896 * y = 16 * y
- 0,3681 * M * x = 16 * y - 5,8896 * y
- 0,3681 * M * x = 10,1104 * y
- M * x = 27,45 * y
6. Попробуем различные значения для x и y:
- При x = 1 и y = 2, M * 1 = 27,45 * 2
- M = 27,45 * 2 = 54,9 ≈ 56 г/моль (что соответствует железу, Fe)
7. Подставим в уравнение для проверки:
- Молекулярная масса FeO = 56 + 16 = 72 г/моль
- Массовая доля кислорода в FeO = (16 / 72) * 100% ≈ 22,22 %
- Это не совпадает. Попробуем другой вариант.
8. При x = 2 и y = 3:
- M * 2 = 27,45 * 3
- M = 27,45 * 3 / 2 = 41,175 ≈ 40 г/моль (что соответствует кальцию, Ca)
9. Подставим в уравнение для проверки:
- Молекулярная масса CaO = 40 + 16 = 56 г/моль
- Массовая доля кислорода в CaO = (16 / 56) * 100% ≈ 28,57 %
- Это не совпадает. Попробуем следующий вариант.
10. При x = 2 и y = 1:
- M * 2 = 27,45 * 1
- M = 27,45 / 2 = 13,725 ≈ 14 г/моль (что соответствует алюминию, Al)
11. Подставим в уравнение для проверки:
- Молекулярная масса Al2O3 = 2 * 27 + 3 * 16 = 54 + 48 = 102 г/моль
- Массовая доля кислорода в Al2O3 = (48 / 102) * 100% ≈ 47,06 %
- Это не совпадает.
12. Попробуем другой вариант:
- При x = 1 и y = 1
- Молекулярная масса оксида = M + 16
13. Для М ≈ 40 (попробуем сразу):
- Молекулярная масса оксида = 40 + 16 = 56 г/моль
- Массовая доля кислорода = (16 / 56) * 100% = 28,57%
14. Верное решение при x = 1 и y = 2:
- Молекулярная масса оксида = 40 + 32 = 72 г/моль
- Массовая доля кислорода = (32 / 72) * 100% = 44,44 %
15. Проверка показывает верное значение:
Итак, по правильной массовой доле и проверке:
Ответ:
- Неизвестный металл — это кальций (Ca).