Ответ:
- \(\mathrm{H_2SO_4}\) — серная кислота.
- \(\mathrm{C_2H_4O_2}\).
1. Как получить \(\mathrm{H_2SO_4}\)
Для простейшей формулы удобно взять \(100\) г вещества: тогда массы элементов численно равны их массовым долям.
\[ n(\mathrm{H})=\frac{2{,}04}{1}\approx 2{,}04 \] \[ n(\mathrm{S})=\frac{32{,}65}{32}\approx 1{,}02 \] \[ n(\mathrm{O})=\frac{65{,}31}{16}\approx 4{,}08 \]
Делим все числа на наименьшее — \(1{,}02\):
\[ n(\mathrm{H}):n(\mathrm{S}):n(\mathrm{O}) =2:1:4 \]
Значит, формула:
\[ \boxed{\mathrm{H_2SO_4}} \]
Проверка:
\(M(\mathrm{H_2SO_4})=2\cdot1+32+4\cdot16=98\) г/моль.
Массовая доля водорода: \(\frac{2}{98}\cdot100\%\approx2{,}04\%\). Всё сходится.
2. Как получить \(\mathrm{C_2H_4O_2}\)
Сначала находим массовую долю кислорода:
\[ w(\mathrm{O})=100\%-40\%-6{,}70\%=53{,}30\% \]
Теперь находим отношение количеств атомов:
\[ n(\mathrm{C}):n(\mathrm{H}):n(\mathrm{O}) = \frac{40}{12}:\frac{6{,}70}{1}:\frac{53{,}30}{16} \]
\[ \approx 3{,}33:6{,}70:3{,}33 \approx 1:2:1 \]
Простейшая формула:
\[ \mathrm{CH_2O} \]
Её молярная масса:
\[ M(\mathrm{CH_2O})=12+2+16=30 \text{ г/моль} \]
По условию молярная масса вещества равна \(60\) г/моль, значит:
\[ \frac{60}{30}=2 \]
Умножаем простейшую формулу на 2:
\[ \boxed{\mathrm{C_2H_4O_2}} \]
Проверка:
\(M=2\cdot12+4\cdot1+2\cdot16=60\) г/моль;
\(w(\mathrm{C})=\frac{24}{60}\cdot100\%=40\%\).
Важно: молекулярная формула \(\mathrm{C_2H_4O_2}\) не различает изомеры — например, уксусную кислоту \(\mathrm{CH_3COOH}\) и метилформиат \(\mathrm{HCOOCH_3}\).