Aby obliczyć ilość żelaza zawartą w tlenku żelaza(III), należy najpierw ustalić, jaka jest jego masa molowa. Tlenek żelaza(III) ma wzór chemiczny Fe2O3. Masa molowa tego związku oblicza się w następujący sposób: M(Fe2O3) = 2 * M(Fe) + 3 * M(O) = 2 * 55,845 g/mol + 3 * 15,999 g/mol = 159,688 g/mol. Następnie, mając masę tlenku (0,2451 g), możemy obliczyć liczbę moli tego związku: n(Fe2O3) = masa / masa molowa = 0,2451 g / 159,688 g/mol = 0,001535 mol. Ponieważ w jednym molu tlenku żelaza(III) znajduje się dwa mole żelaza, musimy pomnożyć wynik przez dwa, aby uzyskać liczbę moli żelaza: n(Fe) = 2 * n(Fe2O3) = 2 * 0,001535 mol = 0,003070 mol. Ostatecznie, obliczając masę żelaza, korzystamy z wzoru: masa = n * M(Fe) = 0,003070 mol * 55,845 g/mol = 0,1714 g. Takie obliczenia są standardową praktyką w chemii analitycznej, gdzie precyzyjne wyznaczanie masy składników chemicznych jest kluczowe w laboratoriach.
Analizując alternatywne odpowiedzi, można zauważyć, że niektóre z nich mogą wynikać z błędnych obliczeń lub niewłaściwego zrozumienia stosunków molowych. Na przykład, jeśli ktoś źle obliczy masę molową tlenku żelaza(III) lub zignoruje fakt, że w jednym molu tego związku znajdują się dwa mole żelaza, może dojść do znacznych błędów w obliczeniach. W przypadku obliczeń mas molowych należy szczególnie zwrócić uwagę na to, że każdy atom występujący w cząsteczce ma swoją masę, a ich sumowanie jest kluczowe dla uzyskania poprawnej masy molowej całego związku. Inny powszechny błąd polega na pomieszaniu jednostek masy i objętości, co może prowadzić do zafałszowanych wyników. Na przykład, jeżeli ktoś zastosowałby masę molową tlenku żelaza(III) w sposób niezgodny z jego rzeczywistą wartością, to mogłoby to skutkować wynikami, które nie odpowiadają rzeczywistej ilości żelaza w próbce. Takie błędy są częstym problemem w analizach chemicznych i podkreślają znaczenie dokładności w każdym etapie pomiarów oraz obliczeń. W chemii analitycznej kluczowe jest, aby każda analiza była przeprowadzana zgodnie z przyjętymi standardami i dobrymi praktykami, co pozwala na uzyskanie wiarygodnych i powtarzalnych wyników. Dobrze jest również stosować kontrolne przykłady, by upewnić się, że obliczenia są prawidłowe i że nie występują niezgodności w danych.