Какова массовая доля атомов калия в исходной смеси, если водород, полученный из смеси, позволяет полностью восстановить

Тема: Массовая доля атомов калия в исходной смеси

Объяснение: Для решения данной задачи необходимо использовать понятие мольной массы и химические уравнения реакции. Массовая доля атомов калия будет представлять собой отношение массы калия к общей массе исходной смеси.

1. Составим химическое уравнение реакции окисления железа: Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O.
2. Рассчитаем количество вещества молекулы Fe₃O₄, зная массу 5.33 г и мольную массу Fe₃O₄ (231.53 г/моль). Количество вещества равно отношению массы к мольной массе: n = m/M = 5.33/231.53 = 0.023 моль.
3. Согласно уравнению реакции, каждая молекула Fe₃O₄ требует 4 молекул H₂ для полного восстановления. Таким образом, общее количество молекул H₂ равно 4 * 0.023 = 0.092 моль.
4. Рассчитаем количество вещества атомов K, зная, что каждая молекула H₂O образуется из 2 атомов H. Общее количество атомов H в H₂O равно 2 * 0.092 = 0.184 моль.
5. Согласно уравнению реакции, на 1 молекулу H₂O требуется 3 атома Fe₃O₄. Значит, общее количество атомов Fe₃O₄ равно 3/4 * 0.023 = 0.01725 моль.
6. Так как каждая молекула Fe₃O₄ содержит 3 атома K, общее количество атомов K равно 3 * 0.01725 = 0.05175 моль.
7. Наконец, рассчитаем массовую долю атомов K в исходной смеси: массовая доля = (мольная масса K * количество атомов K) / (мольная масса K * количество атомов K + масса исходной смеси) = (39.10 * 0.05175) / (39.10 * 0.05175 + 5.33) ≈ 0.0198 или около 1.98%.

Пример использования: Какова массовая доля атомов калия в исходной смеси, если оксид железа массой 5.33 г полностью восстановлен водородом?

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучить основы химических реакций, мольные массы элементов и уметь составлять и балансировать химические уравнения.

Упражнение: Какова массовая доля атомов кислорода в исходной смеси, если в результате реакции полного окисления калия получили массу продуктов 4.8 г?