Найдите массовую долю кислорода в купоросной соли Fe+2, если массовая доля серы составляет 12,31%. Ответ дайте в процентах, округлив до целых.
Давайте подробно решим задачу по шагам.
Дано:
- Массовая доля серы в соли (FeSO₄) = 12,31%
- Нужно найти массовую долю кислорода в этой соли (в %), округлить до целых.
Шаг 1. Распишем молекулу соли FeSO₄ и её состав
Молекулярная формула:
FeSO₄
Атомные массы (г/моль):
- Fe = 55,8
- S = 32,1
- O = 16,0
Молярная масса FeSO₄:
\[ M_{FeSO_4} = 55,8 + 32,1 + 4 \times 16 = 55,8 + 32,1 + 64 = 151,9\, \text{г/моль} \]
Шаг 2. Определим, какая часть в молекуле принадлежит сере
Масса серы в молекуле:
\[ m_{S} = 32,1\, \text{г} \]
Массовая доля серы (по молекуле):
\[ \text{Доля S} = \frac{m_{S}}{M_{FeSO_4}} \times 100\% = \frac{32,1}{151,9} \times 100\% \approx 21,12\% \]
Но в условии указана массовая доля серы = 12,31%, что меньше, чем расчетная. Значит, в задаче речь идет не о чистом FeSO₄, а о каком-то его составе, или требуется найти отношение фактической массы серы к массе всей соли.
Это указывает на то, что данная соль — это, допустим, уже после частичной замены, или эта доля — фактическая.
Шаг 3. Как связана доля серы и состав соли?
Если массовая доля серы в веществе — 12,31%, то:
- Общая масса вещества (например, 100 г) содержит 12,31 г серы.
- Остальные компоненты — это железо, кислород и прочие возможные компоненты.
Шаг 4. Найдем массу кислорода
Из молекулы:
- S — 32,1 г
- O — 16,0 г × 4 = 64 г
Общая масса: 151,9 г.
Доля кислорода в молекуле:
\[ \frac{64}{151,9} \times 100\% \approx 42,11\% \]
Это теоретическая доля кислорода в чистом FeSO₄.
Шаг 5. Определим фактическую массу серы и кислорода в 100 г смеси
Если в 100 г соли масса серы — 12,31 г, тогда масса кислорода в этой же массе —
\[ m_{O} = \left( \text{Доля O} \right) \times 100\, \text{г} \]
Но мы можем найти массовую долю кислорода, установив отношение:
Касается молекулы либо онлайн-вычислений, либо учета фактического состава.
Шаг 6. Найдём массовую долю кислорода в соли
Из расчета молекулы:
Масса кислорода: 64 г (из 151,9 г).
Если масса серы в 100 г соли — 12,31 г, то доля серы:
\[ \frac{12,31}{100} = 0,1231 \]
Масса серы в молекуле (по теореме):
- Масса серы в 1 моль — 32,1 г.
Доля серы в матрице (по расчету):
\[ \frac{32,1}{151,9} \approx 0,2112 \]
Но в задаче данный состав другой, значит, для определения масла кислорода находим его следующим образом:
Из состава (теоретического):
- Масса кислорода: 64 г из 151,9 г, следовательно примерно 42,11%
Масса кислорода в конкретной соли, исходя из фактической доли серы, равна:
\[ \text{Масса K} = \text{Общая масса} - (\text{Масса Fe} + \text{Масса S}) \]
Чтобы точно решить, используем пропорцию:
Легче воспользоваться формулой:
\[ \text{Массовая доля кислорода} = \frac{\text{Масса кислорода}}{\text{Масса всей соли}} \times 100\% \]
Рассчитаем:
Молекулярная масса — 151,9 г.
Массовая доля серы — 12,31%, что соответствует:
Масса серы: 12,31 г на 100 г соли.
Масса кислорода (по молекуле) — 64 г. Это составляет:
\[ \frac{64}{151,9} \approx 0,4211 \text{ или } 42,11\% \]
Значит, для вещества, где сера составляет 12,31%, кислород составляет:
\[ \text{Доля кислорода} = 42,11\% \times \frac{12,31\%}{21,12\%} \]
так как в чистом FeSO₄ доля серы — 21.12%, а кислорода — 42,11%.
Отношение:
\[ \frac{12,31\%}{21,12\%} \approx 0,582 \]
Следовательно, массовая доля кислорода в данной соли:
\[ 42,11\% \times 0,582 \approx 24,49\% \]
Итог:
Массовая доля кислорода ≈ 24,49%.
Округлим до целых:
Ответ: 24%
Если нужно более точное или уточненное решение — сообщите!
