Để giải bài toán này, ta cần xác định công thức của tinh thể hydrate của muối sunfat kim loại hóa trị II dựa trên phần trăm khối lượng của nước kết tinh và lưu huỳnh (S).
Dữ liệu bài cho:
- % khối lượng nước kết tinh = 45,324%
- % khối lượng lưu huỳnh (S) = 11,51%
- Muối sunfat kim loại hóa trị II có công thức chung: MSO4·xH2O (M là kim loại hóa trị II)
Bước 1: Tính phần trăm khối lượng của muối khan MSO4 trong tinh thể:
% MSO4 = 100% - % H2O = 100% - 45,324% = 54,676%
Bước 2: Tính khối lượng mol của S trong MSO4:
- Khối lượng mol S = 32 g/mol
- Khối lượng mol O4 = 4 × 16 = 64 g/mol
- Khối lượng mol SO4 = 32 + 64 = 96 g/mol
Bước 3: Tính khối lượng mol của MSO4:
- Gọi M là khối lượng mol của kim loại hóa trị II
- Khối lượng mol MSO4 = M + 96
Bước 4: Từ phần trăm S trong tinh thể, ta có:
% S = (khối lượng S / khối lượng MSO4) × % MSO4
=> 11,51% = (32 / (M + 96)) × 54,676%
=> (32 / (M + 96)) = 11,51 / 54,676
=> 32 / (M + 96) = 0,2105
=> M + 96 = 32 / 0,2105 ≈ 152,0
=> M = 152,0 - 96 = 56,0 g/mol
Bước 5: Xác định kim loại M có khối lượng mol gần 56 g/mol:
- Fe (Sắt) có khối lượng mol khoảng 55,85 g/mol, phù hợp với kết quả trên.
Bước 6: Tính số mol nước kết tinh x:
- Khối lượng mol nước H2O = 18 g/mol
- Khối lượng mol tinh thể hydrate = M + 96 + x × 18 = 56 + 96 + 18x = 152 + 18x
- % nước = (18x / (152 + 18x)) × 100% = 45,324%
=> 18x / (152 + 18x) = 0,45324
=> 18x = 0,45324 × (152 + 18x)
=> 18x = 68,292 + 8,158x
=> 18x - 8,158x = 68,292
=> 9,842x = 68,292
=> x = 68,292 / 9,842 ≈ 6,94 ≈ 7
Kết luận: Công thức của tinh thể hydrate là FeSO4·7H2O.
Nếu bạn cần giải thích thêm hoặc có câu hỏi khác, hãy cho tôi biết nhé!