Давайте решим задачу по определению массовой доли кислорода в купоросной соли (гипотетически FeSO₄), зная массовую долю серы (S) — 12,31%. Поскольку масса серы в соединении известна, мы можем найти массу кислорода, используя молярные массы элементов и соотношение в формуле вещества.
Шаг 1. Запишем молярную массу элементов:
- Железо (Fe): 55,85 г/моль
- Сера (S): 32,06 г/моль
- Кислород (O): 16,00 г/моль
Шаг 2. Обозначения:
Пусть масса всего соединения — 100 г (для расчетов удобно взять условно 100 г). Тогда масса серы — 12,31 г.
Шаг 3. Рассчитаем количество серы в соединении:
Масса серы — 12,31 г, это и есть в 100 г соединения (по условию).
Шаг 4. Найдём формулу:
Поскольку речь идет о купоросной соли FeSO₄, их молекулярная формула — железо (Fe), сульфат (SO₄).
Общий состав:
- 1 атом Fe
- 1 атом S
- 4 атома O
Шаг 5. Вычислим массу серы в 100 г соединения:
Масса серы — 12,31 г, из этого следует, что: \[ \text{масса S} = 32,06 г/моль \] \[ \text{суммарная масса} = 100\, г \]
Шаг 6. Найдем массу кислорода:
Общая молярная масса FeSO₄: \[ M_{FeSO_4} = 55,85 + 32,06 + (4 \times 16) = 55,85 + 32,06 + 64 = 151,91\, г/моль \]
Масса серы в молекуле — 32,06 г, а кислорода — 4 раза по 16 г: \[ M_{O} = 4 \times 16 = 64\, г \]
Шаг 7. Расчет массовой доли кислорода:
Масса кислорода в молекуле — 64 г из 151,91 г.
Но в условии указана массовая доля серы — 12,31%. Проверим, сколько серы содержится в 100 г соли: \[ \frac{12,31}{100} \times 100\, г = 12,31\, г \]
А нормальная молекулярная масса сульфата (SO₄) — 96 г. Изначально предполагается, что в соединении только одна сульфатная группа, поэтому:
Масса S в 1 молекуле — 32,06 г.
Масса O — 64 г.
Доля кислорода по массе: \[ \frac{64}{151,91} \approx 0,4213 \text{ или } 42,13\% \]
Итоговая реакция:
Массовая доля кислорода в FeSO₄ — около 42,13%.
Итог:
Массовая доля кислорода в купоросной соли FeSO₄ составляет примерно 42,13%.