Номер 9, страница 15 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

9. В Столбцовском районе Минской области расположено Околовское месторождение железной руды. В ней содержатся минералы магнетит $Fe_3O_4$ и гематит $Fe_2O_3$, из которых в промышленности получают железо. В каком из этих веществ массовая доля железа наибольшая?

Дано:

Минерал магнетит, химическая формула $Fe_3O_4$.

Минерал гематит, химическая формула $Fe_2O_3$.

Найти:

В каком из веществ — магнетите или гематите — массовая доля железа $(\omega(Fe))$ наибольшая.

Решение:

Для ответа на вопрос необходимо рассчитать массовую долю железа в каждом из указанных оксидов. Массовая доля элемента в сложном веществе рассчитывается по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — это количество атомов элемента (индекс) в формуле вещества, $A_r(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $M_r(вещества)$ — относительная молекулярная (формульная) масса вещества.

Используем значения относительных атомных масс из Периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева, округлённые до целых чисел:

$A_r(Fe) = 56$

$A_r(O) = 16$

Расчет для магнетита ($Fe_3O_4$):

Найдем относительную молекулярную массу магнетита:

$M_r(Fe_3O_4) = 3 \cdot A_r(Fe) + 4 \cdot A_r(O) = 3 \cdot 56 + 4 \cdot 16 = 168 + 64 = 232$.

Рассчитаем массовую долю железа в магнетите:

$\omega(Fe \text{ в } Fe_3O_4) = \frac{3 \cdot 56}{232} \approx 0,724$ или $72,4\%$.

Расчет для гематита ($Fe_2O_3$):

Найдем относительную молекулярную массу гематита:

$M_r(Fe_2O_3) = 2 \cdot A_r(Fe) + 3 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$.

Рассчитаем массовую долю железа в гематите:

$\omega(Fe \text{ в } Fe_2O_3) = \frac{2 \cdot 56}{160} = 0,7$ или $70,0\%$.

Сравнение:

Сравнивая полученные результаты, видим, что $72,4\% > 70,0\%$.

Таким образом, массовая доля железа выше в магнетите.

Ответ:

Наибольшая массовая доля железа в магнетите ($Fe_3O_4$).