В состав одного комплексного соединения входит 35,56% калия, 17,02% железа и 21,88% углерода и азот. Молярная масса вещества 329 г/моль. Выведите формулу соединения и назовите его.

Для определения формулы комплексного соединения мы воспользуемся процентным содержанием элементов, молярной массой и знанием о составе комплексных соединений.

Дано:

• Массовая доля калия ($K$): 35,56%
• Массовая доля железа ($Fe$): 17,02%
• Массовая доля углерода и азота ($C$ и $N$ вместе): 21,88%
• Молярная масса соединения: 329 г/моль.

Шаг 1. Выразим массовую долю кислорода. Поскольку сумма массовых долей всех элементов должна быть равна 100%, найдем долю кислорода:

Теперь у нас есть массовые доли всех элементов:

• $\omega_{K} = 35,56\%$,
• $\omega_{Fe} = 17,02\%$,
• $\omega_{C+N} = 21,88\%$,
• $\omega_{O} = 25,54\%$.

Шаг 2. Рассчитаем количество моль каждого элемента. Мольная доля каждого элемента определяется как отношение массовой доли элемента к его атомной массе.

Для калия ($K$, атомная масса 39,10 г/моль):

Для железа ($Fe$, атомная масса 55,85 г/моль):

Для углерода и азота (атомные массы $C = 12,01 \, \text{г/моль}$, $N = 14,01 \, \text{г/моль}$): Мы предполагаем, что углерод и азот входят в состав цианид-ионов ($CN^-$, молярная масса 26,02 г/моль):

Для кислорода ($O$, атомная масса 16,00 г/моль):

Шаг 3. Определим соотношение атомов. Найдем соотношения между рассчитанными мольными долями, разделив их на наименьшее значение ($n_{Fe} \approx 0,305$):

• $K: \frac{0,91}{0,305} \approx 3$,
• $Fe: \frac{0,305}{0,305} = 1$,
• $CN: \frac{0,84}{0,305} \approx 3$,
• $O: \frac{1,60}{0,305} \approx 5$.

Полученное соотношение:

Шаг 4. Проверка молярной массы. Молярная масса без учета воды равна:

Так как расчетная масса совпадает с указанной, формула соединения:

Название вещества: гексацианоферрат(III) калия.