Кристаллогидраты сульфатов ряда двухвалентных металлов иногда называют купоросами. Массовая доля железа в железном купоросе составляет 20,09 %. Установите формулу железного купороса и рассчитайте массовую долю кислорода в нём.
от

1 Ответ

дано:

- массовая доля железа в железном купоросе = 20,09 %

найти:

- формулу железного купороса
- массовую долю кислорода в железном купоросе

решение:

1. Железный купорос – это сульфат железа(II). Общая формула железного купороса может быть записана как FeSO4 * nH2O, где n - количество молекул воды кристаллизации.

2. Определим молярную массу железного купороса без воды (FeSO4):

- Fe: 55,85 г/моль
- S: 32,07 г/моль
- O: 4 * 16,00 г/моль = 64,00 г/моль

М(FeSO4) = 55,85 + 32,07 + 64,00 = 151,92 г/моль

3. Массовая доля железа в железном купоросе определяется по формуле:

массовая доля Fe = (молярная масса Fe / молярная масса соединения) * 100%

Подставим известные значения:

20,09 % = (55,85 / М(FeSO4 * nH2O)) * 100%

М(FeSO4 * nH2O) = 55,85 / (20,09 / 100%) = 277,10 г/моль

4. Теперь определим количество молекул воды n, для этого найдем разницу между молярной массой железного купороса и молярной массой без воды:

М(nH2O) = М(FeSO4 * nH2O) - М(FeSO4)
М(nH2O) = 277,10 - 151,92 = 125,18 г/моль

5. Найдем количество молекул воды:

М(H2O) = 2 * 1,008 + 16,00 = 18,016 г/моль

n = М(nH2O) / М(H2O) = 125,18 / 18,016 ≈ 6,95

Округляем до целого числа, получаем n = 7.

Формула железного купороса: FeSO4 * 7H2O.

6. Теперь рассчитаем массовую долю кислорода в железном купоросе:

М(FeSO4 * 7H2O) = М(FeSO4) + 7 * М(H2O) = 151,92 + 7 * 18,016 = 151,92 + 126,112 = 278,032 г/моль

Количество кислорода в одной формуле:

В FeSO4: 4 атома кислорода
В 7H2O: 7 * 1 атом кислорода = 7 атомов кислорода

Общее количество кислорода = 4 + 7 = 11 атомов кислорода.

М(кислорода) = 11 * 16,00 г/моль = 176,00 г/моль

7. Теперь можно найти массовую долю кислорода в железном купоросе:

массовая доля O = (молярная масса O / молярная масса соединения) * 100%

массовая доля O = (176,00 / 278,032) * 100% ≈ 63,29 %

ответ:

Формула железного купороса: FeSO4 * 7H2O. Массовая доля кислорода в железном купоросе составляет приблизительно 63,29 %.
от