к 60 мл 20% раствора соляной кислоты с плотностью 1,1 г/мл добавили 7 грамм Zn, содержащего 7% примесей. вычислить массу полученной соли, если массовая доля выхода 80%

Для решения задачи нам нужно будет выполнить несколько шагов, включая расчёт массы соляной кислоты в растворе, реакцию с цинком и вычисление массы полученной соли. Давайте начнём по порядку.

Шаг 1: Определение массы соляной кислоты в растворе

• У нас есть 60 мл 20% раствора соляной кислоты (HCl).
• Плотность раствора = 1,1 г/мл.

Сначала найдём массу раствора: \[ \text{Масса раствора} = \text{Объём} \times \text{Плотность} = 60 \, \text{мл} \times 1,1 \, \text{г/мл} = 66 \, \text{г} \]

Теперь определим массу HCl в этом растворе: \[ \text{Масса HCl} = \text{Масса раствора} \times \text{Концентрация} = 66 \, \text{г} \times 0,20 = 13,2 \, \text{г} \]

Шаг 2: Определение массы чистого металлического цинка

У нас есть 7 грамм цинка, содержащего 7% примесей. Сначала найдем массу чистого Zn: \[ \text{Масса чистого Zn} = \text{Масса Zn} - \text{Масса примесей} = 7 \, \text{г} - (7 \, \text{г} \times 0,07) = 7 \, \text{г} - 0,49 \, \text{г} = 6,51 \, \text{г} \]

Шаг 3: Реакция между HCl и Zn

Реакция между соляной кислотой (HCl) и цинком (Zn) происходит по следующему уравнению: \[ \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \]

По уравнению видно, что 1 моль Zn реагирует с 2 молями HCl для образования 1 моля хлорида цинка (ZnCl₂).

Шаг 4: Расчет количества реактива

Теперь определим, сколько моль HCl у нас есть. Молярная масса HCl примерно 36,5 г/моль: \[ \text{Количество HCl (моль)} = \frac{\text{Масса HCl}}{\text{Молярная масса HCl}} = \frac{13,2 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,362 \, \text{моль} \]

Количество цинка (моль): \[ \text{Количество Zn (моль)} = \frac{\text{Масса чистого Zn}}{\text{Молярная масса Zn}} = \frac{6,51 \, \text{г}}{65,4 \, \text{г/моль}} \approx 0,099 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Определение ограничивающего реагента

По уравнению реакции, на 1 моль Zn требуется 2 моля HCl. Мы имеем:

• Для 0,099 моль Zn нужно \( 0,099 \times 2 = 0,198 \, \text{моль HCl} \).

Сравнивая с 0,362 моль HCl, мы видим, что Zn является ограничивающим реагентом.

Шаг 6: Вычисление массы полученной соли (ZnCl₂)

Так как на 1 моль Zn образуется 1 моль ZnCl₂, то количество ZnCl₂, которое образуется, равно количеству Zn: \[ \text{Количество ZnCl}_2 (моль) = 0,099 \, \text{моль} \]

Теперь находим массу ZnCl₂: Молярная масса ZnCl₂: \[ \text{Молярная масса ZnCl}_2 = 65,4 \, \text{г/моль} + 35,5 \times 2 \, \text{г/моль} = 136,4 \, \text{г/моль} \] \[ \text{Масса ZnCl}_2 = 0,099 \, \text{моль} \times 136,4 \, \text{г/моль} \approx 13,5 \, \text{г} \]

Шаг 7: Учет массовой доли выхода

Выход составляет 80%, следовательно: \[ \text{Масса конечной соли} = \text{Масса ZnCl}_2 \times 0,80 \approx 13,5 \, \text{г} \times 0,80 \approx 10,8 \, \text{г} \]

Ответ

Масса полученной соли (ZnCl₂), учитывая выход, составляет примерно 10,8 грамм.