Номер 4, страница 105 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

4. В каком из оксидов FeO, $Fe_2O_3$ или $Fe_3O_4$ массовая доля кислорода больше? Ответ подтвердите расчетом.

Для того чтобы определить, в каком из оксидов железа ($FeO$, $Fe_2O_3$ или $Fe_3O_4$) массовая доля кислорода больше, необходимо рассчитать эту величину для каждого соединения. Массовая доля элемента ($ω$) в сложном веществе вычисляется по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $\text{n}$ — это количество атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса всего вещества.

Дано:

Относительная атомная масса железа: $Ar(Fe) ≈ 56$.

Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) ≈ 16$.

Найти:

Сравнить массовые доли кислорода ($ω(O)$) в оксидах $FeO$, $Fe_2O_3$ и $Fe_3O_4$.

Решение:

1. Расчет для оксида железа(II) ($FeO$)

Найдем относительную молекулярную массу $FeO$:

$Mr(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O) = 56 + 16 = 72$

Рассчитаем массовую долю кислорода в $FeO$:

$ω(O \text{ в } FeO) = \frac{1 \cdot Ar(O)}{Mr(FeO)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 16}{72} \cdot 100\% \approx 22,2\%$

2. Расчет для оксида железа(III) ($Fe_2O_3$)

Найдем относительную молекулярную массу $Fe_2O_3$:

$Mr(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$

Рассчитаем массовую долю кислорода в $Fe_2O_3$:

$ω(O \text{ в } Fe_2O_3) = \frac{3 \cdot Ar(O)}{Mr(Fe_2O_3)} \cdot 100\% = \frac{3 \cdot 16}{160} \cdot 100\% = \frac{48}{160} \cdot 100\% = 30,0\%$

3. Расчет для смешанного оксида железа ($Fe_3O_4$)

Найдем относительную молекулярную массу $Fe_3O_4$:

$Mr(Fe_3O_4) = 3 \cdot Ar(Fe) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 56 + 4 \cdot 16 = 168 + 64 = 232$

Рассчитаем массовую долю кислорода в $Fe_3O_4$:

$ω(O \text{ в } Fe_3O_4) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{Mr(Fe_3O_4)} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot 16}{232} \cdot 100\% = \frac{64}{232} \cdot 100\% \approx 27,6\%$

Сравнив полученные результаты: $ω(O \text{ в } FeO) \approx 22,2\%$; $ω(O \text{ в } Fe_3O_4) \approx 27,6\%$; $ω(O \text{ в } Fe_2O_3) = 30,0\%$.

Ответ: наибольшая массовая доля кислорода в оксиде железа(III) $Fe_2O_3$, она составляет $30,0\%$.