Для решения этой задачи нам нужно определить массовую долю примесей в образце цинка, используя данные о реакции между цинком и раствором гидроксида калия.
Вот шаги, которые нам понадобятся для решения задачи:
1. Изучение реакции
Цинк (Zn) реагирует с гидроксидами, и в данном случае мы будем рассматривать реакцию с гидроксидом калия (KOH). В результате этой реакции выделяется водород (H₂):
[
\text{Zn} + 2 \text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{Zn(OH)}_4 + \text{H}_2
]
2. Рассчитаем количество выделившегося водорода
Объем водорода, который выделился при реакции, составил 4,032 л. Чтобы найти количество вещества водорода (n), воспользуемся уравнением:
[
n = \frac{V}{V_m}
]
где (V_m) — молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.), который составляет приблизительно 22,4 л/моль.
Теперь подставим данные:
[
n = \frac{4,032 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,18 \text{ моль}
]
3. Соотношение между водородом и цинком
Согласно уравнению реакции, 1 моль цинка реагирует с 1 моль водорода. Следовательно, количество цинка, которое реагировало, равно количеству выделившегося водорода:
[
n_{\text{Zn}} = n_{\text{H}_2} = 0,18 \text{ моль}
]
Теперь определим массу цинка, который участвовал в реакции. Для этого используем молярную массу цинка, которая составляет примерно 65,38 г/моль:
[
m_{\text{Zn}} = n_{\text{Zn}} \times M_{\text{Zn}} = 0,18 \text{ моль} \times 65,38 \text{ г/моль} \approx 11,8 \text{ г}
]
4. Определение массовой доли примесей
Теперь у нас есть масса чистого цинка, которая приняла участие в реакции, и масса исходного образца:
- Масса исходного образца цинка: (m_{\text{исходный}} = 12,8 \text{ г})
- Масса чистого цинка: (m_{\text{Zn}} \approx 11,8 \text{ г})
Теперь вычислим массу примесей:
[
m_{\text{примеси}} = m_{\text{исходный}} - m_{\text{Zn}} = 12,8 \text{ г} - 11,8 \text{ г} = 1,0 \text{ г}
]
Теперь определим массовую долю примесей в образце:
[
\text{Массовая доля примесей} = \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{исходный}}} \times 100%
]
Подставим все известные значения:
[
\text{Массовая доля примесей} = \frac{1,0 \text{ г}}{12,8 \text{ г}} \times 100% \approx 7,81%
]
5. Округление
Учитывая, что нужно округлить результат до десятых, мы получаем:
[
\text{Массовая доля примесей} \approx 7,8%
]
Таким образом, массовая доля примесей в исходном образце цинка составляет 7,8%.
