Давайте разберёмся с задачей пошагово. В ней нужно определить массу осадка, который образовался при смешивании двух растворов: раствора с сульфатом цинка и раствора с гидроксидом калия.
Шаг 1. Записать реакции и понять, что происходит
Известно, что соединением, образующим осадок, является цинкат (Zn(OH)₂), так как он выпадает из раствора при реакции с гидроксидом калия.
Реакция:
[
\text{Zn}^{2+} + 2 \text{OH}^- \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 \downarrow
]
Что происходит: ионы ( \text{Zn}^{2+} ) из сульфата цинка реагируют с гидроксид-ионами ( \text{OH}^- ) из гидроксида калия, образуя осадок цинкатия гидроксида.
Шаг 2. Рассчитать количество вещества гидроксида калия (KOH)
Дано:
- масса KOH = 28 г
- молярная масса KOH ≈ 56 г/моль
Количество вещества KOH:
[
n_{\text{KOH}} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{28}{56} = 0,5 \text{ моль}
]
Шаг 3. Определить, достаточен ли гидроксид для осаждения цинка
Из условия:
- количество цинка ( \text{Zn}^{2+} ) = 0,15 моль
- количество гидроксида ( \text{OH}^- ): так как KOH полностью диссоциирует,
[
\text{OH}^- \text{= 0,5 моль}
]
На 1 моль цинка требуется 2 моль гидроксида для полного осаждения (по реакции).
Проверим:
[
\text{Требуется для 0,15 моль Zn}:\quad 2 \times 0,15 = 0,3 \text{ моль OH}^-
]
У нас есть 0,5 моль OH(^-), что больше, чем нужно. Поэтому гидроксида достаточно, чтобы полностью осадить весь цинк.
Шаг 4. Рассчитать массу осадка Zn(OH)₂
Молярная масса цинкатиева гидроксида (Zn(OH)₂):
- Zn = 65 г/моль
- O = 16 г/моль
- H = 1 г/моль
Молярная масса:
[
65 + 2 \times (16 + 1) = 65 + 2 \times 17 = 65 + 34 = 99 \text{ г/моль}
]
Количество образовавшегося осадка: 0,15 моль цинка.
Масса осадка:
[
m_{\text{осадка}} = 0,15 \times 99 = 14,85 \text{ г}
]
Ответ:
Масса образовавшегося осадка цинка гидроксида составляет approximately 14,85 г.
