Навеску технического цинка массой 12,8 г обработали избытком раствора гидроксида калия. При этом выделилось 4,032 л водорода (н.у.). Определите массовую долю примесей в исходном…

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%.