Номер 71, страница 21 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

71. Рассчитайте массовую долю кислорода в эквимоляр-ной (т. е. содержащей равные химические количества ком-понентов) смеси оксида железа(III) и оксида меди(II).

Дано:

Эквимолярная смесь оксида железа(II) ($FeO$) и оксида меди(II) ($CuO$).

$n(FeO) = n(CuO)$

Найти:

Массовую долю кислорода в смеси - $ω(O)$.

Решение:

Массовая доля элемента в смеси вычисляется по формуле:

$ω(Э) = \frac{m_{общ}(Э)}{m_{смеси}}$

где $m_{общ}(Э)$ - общая масса элемента в смеси, а $m_{смеси}$ - общая масса смеси.

1. По условию, смесь является эквимолярной, что означает, что количество вещества (число молей) каждого компонента одинаково. Для удобства расчетов, примем, что мы взяли по 1 моль каждого оксида:

$n(FeO) = 1$ моль

$n(CuO) = 1$ моль

2. Рассчитаем молярные массы оксидов, используя значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (округляя до целых):

$Ar(Fe) \approx 56$ г/моль

$Ar(Cu) \approx 64$ г/моль

$Ar(O) \approx 16$ г/моль

Молярная масса оксида железа(II):

$M(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O) = 56 + 16 = 72$ г/моль

Молярная масса оксида меди(II):

$M(CuO) = Ar(Cu) + Ar(O) = 64 + 16 = 80$ г/моль

3. Найдем массу каждого компонента в нашей условной смеси (по 1 моль каждого):

$m(FeO) = n(FeO) \times M(FeO) = 1 \text{ моль} \times 72 \text{ г/моль} = 72$ г

$m(CuO) = n(CuO) \times M(CuO) = 1 \text{ моль} \times 80 \text{ г/моль} = 80$ г

4. Найдем общую массу смеси:

$m_{смеси} = m(FeO) + m(CuO) = 72 \text{ г} + 80 \text{ г} = 152$ г

5. Найдем общую массу кислорода в смеси. В 1 моль $FeO$ содержится 1 моль атомов кислорода, и в 1 моль $CuO$ также содержится 1 моль атомов кислорода. Следовательно, в нашей смеси общее количество вещества атомов кислорода составляет:

$n_{общ}(O) = n(O \text{ из } FeO) + n(O \text{ из } CuO) = 1 \text{ моль} + 1 \text{ моль} = 2$ моль

Масса кислорода в смеси равна:

$m_{общ}(O) = n_{общ}(O) \times M(O) = 2 \text{ моль} \times 16 \text{ г/моль} = 32$ г

6. Теперь можно рассчитать массовую долю кислорода в смеси:

$ω(O) = \frac{m_{общ}(O)}{m_{смеси}} = \frac{32 \text{ г}}{152 \text{ г}} \approx 0.2105$

Для выражения в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$ω(O) \approx 0.2105 \times 100\% = 21.05\%$

Ответ: массовая доля кислорода в смеси составляет 0.2105 или 21.05%.