4. (Необязательная) В образце оксида железа массой 32 г содержится 22,4 г железа, остальное — кислород. Определите формулу оксида (FeO, Fe₂O₃ или Fe₃O₄) с помощью расчётов: найдите массовые доли элементов и соотнесите их с формулами.

Сначала определим массы и массовые доли элементов в образце.

1. Масса кислорода: \(m(\mathrm{O})=32-22{,}4=9{,}6\) г.
2. Массовая доля железа: \(\omega(\mathrm{Fe})=\frac{22{,}4}{32}\cdot100\%=70\%\). Массовая доля кислорода: \(\omega(\mathrm{O})=\frac{9{,}6}{32}\cdot100\%=30\%\).
3. Сравним с составом возможных оксидов, используя Fe = 56 и O = 16:
   • FeO: \(M=56+16=72\) г/моль; железо — \(\frac{56}{72}\cdot100\%\approx77{,}8\%\), кислород — примерно 22,2%.
   • Fe₂O₃: \(M=2\cdot56+3\cdot16=160\) г/моль; железо — \(\frac{112}{160}\cdot100\%=70\%\), кислород — 30%.
   • Fe₃O₄: \(M=3\cdot56+4\cdot16=232\) г/моль; железо — \(\frac{168}{232}\cdot100\%\approx72{,}4\%\), кислород — примерно 27,6%.

Состав образца совпадает с массовыми долями элементов в Fe₂O₃.

Ответ: формула оксида — Fe₂O₃.