3. Если растворить минерал А в серной кислоте, а затем добавить эквимолярное количество сульфата калия и охладить, образуется вещество Е с о(О) = 51.73%. Определите вещество Е.

Давай выясним, что за вещество Е!

Минерал А - это карбонат железа(II) ($$ FeCO_3 $$). Мы растворяем его в серной кислоте ($$ H_2SO_4 $$). В результате образуется сульфат железа(II) ($$ FeSO_4 $$), вода ($$ H_2O $$) и углекислый газ ($$ CO_2 $$).

$$ FeCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2O + CO_2 ↑ $$

Затем мы добавляем эквимолярное количество сульфата калия ($$ K_2SO_4 $$). Это значит, что количество моль $$ K_2SO_4 $$ равно количеству моль $$ FeSO_4 $$.

При охлаждении раствора, содержащего $$ FeSO_4 $$ и $$ K_2SO_4 $$, может образоваться двойная соль.

Для определения вещества Е нам дана массовая доля кислорода: $$ \text{w(O)} = 51.73% $$. Давайте проверим возможные двойные соли железа(II) и калия.

Часто встречающаяся двойная соль - это соль Мора, которая имеет формулу $$ (NH_4)_2SO_4 · FeSO_4 · 6H_2O $$, но у нас сульфат калия, а не аммония. Значит, мы ищем соль вида $$ K_2SO_4 · FeSO_4 · nH_2O $$.

Давайте предположим, что это гексагидрат, то есть $$ K_2SO_4 · FeSO_4 · 6H_2O $$. Это соединение известно как сульфат железа(II)-калия гексагидрат, или соль Шёберга.

Рассчитаем молярную массу этого соединения:

$$ M(K_2SO_4 · FeSO_4 · 6H_2O) = M(K_2SO_4) + M(FeSO_4) + 6 \times M(H_2O) $$

$$ M(K_2SO_4) = 2 \times 39 + 32 + 4 \times 16 = 78 + 32 + 64 = 174 $$ г/моль

$$ M(FeSO_4) = 56 + 32 + 4 \times 16 = 56 + 32 + 64 = 152 $$ г/моль

$$ M(H_2O) = 2 \times 1 + 16 = 18 $$ г/моль

$$ M(\text{total}) = 174 + 152 + 6 \times 18 = 174 + 152 + 108 = 434 $$ г/моль

Теперь найдем массовую долю кислорода в этом соединении. Всего в одной формульной единице 4 атома кислорода в $$ K_2SO_4 $$, 4 атома кислорода в $$ FeSO_4 $$ и 6 атомов кислорода в 6 молекулах воды. Итого $$ 4 + 4 + 6 = 14 $$ атомов кислорода.

Массовая доля кислорода = $$ \frac{\text{масса кислорода}}{\text{общая молярная масса}} = \frac{14 \times 16 \text{ г/моль}}{434 \text{ г/моль}} = \frac{224}{434} \times 100% ≈ 51.61% $$

Это значение очень близко к данному в условии (51.73%). Разница может быть из-за округления молярных масс или немного другого состава гидрата.

Значит, вещество Е - это сульфат железа(II)-калия гексагидрат.

Ответ: Вещество Е - $$ K_2SO_4 · FeSO_4 · 6H_2O $$ (сульфат железа(II)-калия гексагидрат).