Дано:
Массовая доля серы (S) = 0,2500
Массовая доля кислорода (O) = 0,4375
Найти:
Металл в смеси сульфита и сульфата щёлочноземельного металла.
Решение:
Сначала найдем массовую долю металла. Так как сумма всех массовых долей должна быть равна 1, можем найти массу металла следующим образом:
Массовая доля металла (M) = 1 - (массовая доля серы + массовая доля кислорода)
M = 1 - (0,2500 + 0,4375)
M = 1 - 0,6875
M = 0,3125
Теперь у нас есть массовые доли всех компонентов:
- Массова доля серы (S) = 0,2500
- Массовая доля кислорода (O) = 0,4375
- Массовая доля металла (M) = 0,3125
Следующий шаг — определим формулы сульфита и сульфата.
Сульфат щёлочноземельного металла имеет формулу M(SO4) и сульфит — M(SO3).
Исследуем общий состав смеси. Поскольку в сульфатах и сульфитах присутствует одинаковое количество серы и кислорода, можем выразить их массовые отношения:
- Содержание серы: 1 атом S в SO4 и SO3.
- Содержание кислорода: 4 атома O в SO4 и 3 атома O в SO3.
Для упрощения уравнений воспользуемся молярными массами:
М(S) = 32 г/моль
М(O) = 16 г/моль
Обозначим массу металла как М(M). Тогда для общего количества химических веществ в смеси можно написать:
(масса S + масса O + масса M) = x * (32 + 4*16) + y * (32 + 3*16)
Массу M (металла) можно найти через массовую долю:
М(M) = 0,3125 * (масса смеси)
Подставляя в уравнение, мы ищем соотношение элементов в смеси, чтобы определить, какой металл соответствует известным данным для щёлочноземельных металлов.
Перепроверяем данные по известным щёлочноземельным металлам:
Кальций (Ca), Стронций (Sr), Барий (Ba), Магний (Mg).
Итак, вычислим конечный результат, используя известные массы:
Для K (калий):
М(K) = 39 г/моль
Для Ca (кальций):
М(Ca) = 40 г/моль
Поскольку металл должен соответствовать формуле, проверяем:
- Если металл — кальций, то:
Кальций может образовывать как сульфаты, так и сульфиты.
Ответ:
Металл в смеси сульфита и сульфата щёлочноземельного металла — кальций (Ca).