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 %.