3. Составьте формулы сложных веществ, состоящих из атомов кислорода и а) железа(III); б) кальция. Вычислите массовую долю железа в полученном соединении.
Давайте разберём задачу по частям и подробно объясним каждое действие.
Задача:
- Составить формулы сложных веществ из атомов кислорода и:
- а) железа(III)
- б) кальция
- Вычислить массовую долю железа в полученных соединениях.
Шаг 1: Определение формул соединений
А) Железо(III) и кислород
- Железо(III) означает, что железо находится в степени окисления +3.
- В состав входят атомы кислорода, каждый из которых имеет заряд -2.
Чтобы найти формулу, нужно понять, какое соотношение между атомами железа и кислорода обеспечит электрохимическую нейтральность.
Расчёт:
Обозначим количество атомов железа как \(x\), а кислорода — как \(y\).
Общий заряд: \(+3x + (-2)y = 0\)
Чтобы избавиться от дробных чисел, умножим уравнение на наименьшее общее кратное.
Из уравнения: \(3x = 2y\)
Решение примерно:
- \(x = 2\), тогда \(y = 3\)
Итак, формула:
\[ \textbf{Fe}_2\text{O}_3 \]
Это — формула ржавчины и других веществ железа(III) с кислородом.
Б) Кальций и кислород
- Кальций (Ca) — элемент с зарядом +2.
- Кислород — 2-.
Обозначим число атомов кальция — \(x\), кислорода — \(y\).
Условие нейтральности:
\[ +2x + (-2)y = 0 \]
То есть:
\[ 2x = 2y \Rightarrow x = y \]
Наименьшие целые числа: \(x=1\), \(y=1\).
Формула кальциевого оксида:
\[ \textbf{CaO} \]
Шаг 2: Вычисление массовой доли железа в соединениях
Рассчитаем массовую долю железа (\(\%) в \(\textbf{Fe}_2\text{O}_3\)).
Массы элементов:
- Атомная масса Fe ≈ 55.8 г/моль
- Атомная масса O ≈ 16.0 г/моль
Общая масса \(\textbf{Fe}_2\text{O}_3\):
\[ \text{Масса} = 2 \times 55.8 + 3 \times 16 = 111.6 + 48 = 159.6\, \text{г} \]
Масса железа:
\[ 2 \times 55.8 = 111.6\, \text{г} \]
Массовая доля железа:
\[ \frac{111.6}{159.6} \times 100\% \approx 69.9\% \]
Итог:
Формулы веществ:
- а) Железо(III)оксид — Fe₂O₃
- б) Кальциевый оксид — CaO
Массовая доля железа в Fe₂O₃:
\(\boxed{~69.9\%~}\)
Если нужен расчет для кальциевого соединения или есть другие вопросы — скажите!
