Цинковую пластинку поместили в 383.4 г раствора сульфата железа 3 через некоторое время пластинку вынули, высушили и взвесили. она стала легче на 16,6 г. Вычислите массу цинка,…

Для решения задачи, давайте разобьём её на несколько шагов и подробно разберём каждый из них.

Дано:

• Масса раствора сульфата железа (III): \( m_{\text{раств}} = 383.4 \, \text{г} \)
• Изменение массы цинковой пластинки: \( \Delta m_{\text{Zn}} = 16.6 \, \text{г} \)

Что найти:

1. Массу цинка, перешедшего в раствор ( \( m_{\text{Zn}} \) ).
2. Массу железа, выделившегося на пластинке ( \( m_{\text{Fe}} \) ).
3. Массовую долю сульфата цинка в растворе ( \( \omega_{\text{ZnSO}_4} \) ).

Шаг 1: Найдём массу цинка, перешедшего в раствор.

При взаимодействии цинка (Zn) с сульфатом железа (III) (\( \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \)) происходит реакция, в результате которой образуется сульфат цинка (\( \text{ZnSO}_4 \)) и железо (Fe). Она может быть написана следующим образом:

\[ 3 \text{Zn} + 2 \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \rightarrow 3 \text{ZnSO}_4 + 4 \text{Fe} \]

Согласно уравнению, на 3 моль цинка выделяется 4 моль железа. Это значит, что у нас есть соотношение между количеством веществ.

Шаг 2: Найдём массу железа, выделившегося на пластинке.

Так как пластинка потеряла 16.6 г, это и есть масса цинка, перешедшего в раствор. То есть,

\[ m_{\text{Zn}} = 16.6 \, \text{г} \]

Теперь найдём массу железа, выделившегося на пластинке. Сначала определим, сколько моль цинка перешло в раствор:

1. Найдём количество вещества цинка в молях:

• Молярная масса цинка (Zn) ≈ 65.38 г/моль.

\[ n_{\text{Zn}} = \frac{m_{\text{Zn}}}{M_{\text{Zn}}} = \frac{16.6 \, \text{г}}{65.38 \, \text{г/моль}} \approx 0.253 \, \text{моль} \]

По реакции видно, что 3 моль Zn дает 4 моль Fe. Следовательно, для 0.253 моль Zn можно рассчитать количество моль Fe, образовавшегося в реакции:

\[ n_{\text{Fe}} = n_{\text{Zn}} \cdot \frac{4 \, \text{моль Fe}}{3 \, \text{моль Zn}} = 0.253 \cdot \frac{4}{3} \approx 0.337 \, \text{моль} \]

Теперь найдём массу выделившегося железа:

• Молярная масса железа (Fe) ≈ 55.85 г/моль.

\[ m_{\text{Fe}} = n_{\text{Fe}} \cdot M_{\text{Fe}} = 0.337 \, \text{моль} \cdot 55.85 \, \text{г/моль} \approx 18.8 \, \text{г} \]

Шаг 3: Найдём массовую долю сульфата цинка в растворе.

Сначала найдём массу сульфата цинка (\( \text{ZnSO}_4 \)), который образовался. Для этого найдем количество моль сульфата цинка:

Согласно уравнению реакции, 3 моль цинка дают 3 моль сульфата цинка, следовательно:

\[ n_{\text{ZnSO}_4} = n_{\text{Zn}} = 0.253 \, \text{моль} \]

Теперь рассчитаем массу сульфата цинка. Молярная масса сульфата цинка:

• Молярная масса Zn = 65.38 г/моль
• Молярная масса S = 32.06 г/моль
• Молярная масса O = 16.00 г/моль (умножаем на 4, т.к. 4 кислорода)

Итого:

\[ M_{\text{ZnSO}_4} = 65.38 + 32.06 + (16.00 \cdot 4) \approx 161.44 \, \text{г/моль} \]

Теперь вычислим массу сульфата цинка:

\[ m_{\text{ZnSO}_4} = n_{\text{ZnSO}_4} \cdot M_{\text{ZnSO}_4 = 0.253 \, \text{моль} \cdot 161.44 \, \text{г/моль} \approx 40.8 \, \text{г} \]

Теперь можем найти массовую долю сульфата цинка в растворе:

\[ \omega_{\text{ZnSO}_4} = \frac{m_{\text{ZnSO}_4}}{m_{\text{раств}}} \cdot 100\% \]

Подставим известные значения:

\[ \omega_{\text{ZnSO}_4} = \frac{40.8 \, \text{г}}{383.4 \, \text{г}} \cdot 100\% \approx 10.6\% \]

Ответ:

1. Масса цинка, перешедшего в раствор: \( 16.6 \, \text{г} \)
2. Масса железа, выделившегося на пластинке: \( 18.8 \, \text{г} \)
3. Массовая доля сульфата цинка в растворе: \( 10.6\% \)

Таким образом, мы нашли все искомые значения. Если у вас есть дополнительные вопросы по теме, не стесняйтесь задавать!