3. Решите задачи. 1. К раствору, содержащему 32,2 г сульфата цинка, прилили 140 г 20%-го раствора гидроксида калия. Какова масса выпавшего осадка? 2. Вычислите объем водорода (н.у.), образующегося при взаимодействии 7 г железа с соляной кислотой. Сколько грамм оксида цинка можно восстановить этим водородом?

Рассмотрим каждую задачу поэтапно и подробно объясним, как их решить. --- ### Задача 1. **Условие:** Дано: 32,2 г сульфата цинка (ZnSO₄) и 140 г 20%-ного раствора гидроксида калия (KOH). Требуется найти массу выпавшего осадка. **Легенда решения:** Это классическая задача на реакцию обмена, в которой из сульфата цинка и гидроксида калия образуется осадок гидроксида цинка (Zn(OH)₂) и раствор сульфата калия (K₂SO₄). --- ### Шаг 1. Запишем уравнение реакции: \[ \mathrm{ZnSO_4 + 2KOH \rightarrow Zn(OH)_2 (осадок) + K_2SO_4} \] Это уравнение показывает, что 1 молекула ZnSO₄ реагирует с 2 молекулами KOH, образуя осадок Zn(OH)₂. --- ### Шаг 2. Найдём количество вещества сульфата цинка. Молярная масса ZnSO₄: \[ \mathrm{Zn} = 65,4 \, \text{г/моль} \\ \mathrm{S} = 32,1 \, \text{г/моль} \\ \mathrm{O_4} = 4 \times 16 = 64 \, \text{г/моль} \\ \Rightarrow M(\mathrm{ZnSO_4}) = 65,4 + 32,1 + 64 = 161,5 \, \text{г/моль} \] Количество молей: \[ n(\mathrm{ZnSO_4}) = \frac{32,2 \, \text{г}}{161,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,199 \, \text{моль} \] --- ### Шаг 3. Найдём количество гидроксида калия. Дано: 20%-ный раствор KOH массой 140 г. Масса растворителя = 140 г, концентрация = 20%. Масса KOH: \[ m_{KOH} = 140 \times 0,20 = 28 \, \text{г} \] Молярная масса KOH: \[ \mathrm{K} = 39,1, \quad \mathrm{O} = 16, \quad \mathrm{H} = 1, \\ M(KOH) = 56,1 \, \text{г/моль} \] Количество молей: \[ n(KOH) = \frac{28}{56,1} \approx 0,5 \, \text{моль} \] --- ### Шаг 4. Определим, сколько гидроксида требуется для полного реагирования с цинком. Из уравнения реакции: на 1 моль ZnSO₄ нужно 2 моль KOH. Общая потребность: \[ n_{нужно} = 2 \times 0,199 \approx 0,398 \, \text{моль} \] У нас есть 0,5 моль KOH, этого достаточно для реакции. --- ### Шаг 5. Рассчитаем массу осадка Zn(OH)₂. Молярная масса гидроксида цинка: \[ \mathrm{Zn(OH)_2} = 65,4 + 2 \times (16 + 1) = 65,4 + 34 = 99,4 \, \text{г/моль} \] Количество образовавшегося осадка равно количеству цинка (по закону сохранения вещества): \[ n(\mathrm{Zn(OH)_2}) = n(\mathrm{ZnSO_4}) = 0,199 \, \text{моль} \] Масса осадка: \[ m(\mathrm{Zn(OH)_2}) = 0,199 \times 99,4 \approx 19,8 \, \text{г} \] --- ### **Ответ 1:** Масса выпавшего осадка составляет примерно **19,8 г**. --- ## Задача 2. **Условие:** Вычислить объем водорода (н.у.) при реакции 7 г железа с соляной кислотой. Также определить, сколько грамм оксида цинка можно восстановить этим водородом. --- ### Шаг 1. Запишем реакции. Реакции железа с соляной кислотой: \[ \mathrm{Fe + 2HCl} \rightarrow \mathrm{FeCl_2 + H_2} \quad \text{(или)} \\ \mathrm{Fe + 2HCl} \rightarrow \mathrm{FeCl_3 + H_2} \quad \text{(зависит от условий)} \] Для типовой задачи предположим, что образуется FeCl₂ и водород, так как он более вероятен при пониженной концентрации. Молекулы водорода: \[ H_2 \] Молярная масса железа: \[ M(\mathrm{Fe}) = 55,8 \, \text{г/моль} \] ### Шаг 2. Количество вещества железа. \[ n(\mathrm{Fe}) = \frac{7}{55,8} \approx 0,125 \, \text{моль} \] ### Шаг 3. Определим объем водорода. Из уравнения реакции: \[ \mathrm{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2} \] 1 моль Fe дает 1 моль H₂. Следовательно, количество водорода: \[ n(H_2) = n(\mathrm{Fe}) = 0,125 \, \text{моль} \] Объем водорода при н.у. (например, 22,4 л/моль): \[ V(H_2) = 0,125 \times 22,4 = 2,8 \, \text{л} \] --- ### Шаг 4. Определим, сколько грамм цинка можно восстановить этим водородом. Реакция восстановления цинка: \[ \mathrm{ZnO + H_2 \rightarrow Zn + H_2O} \] или другой вариант, исходя из реакции восстановления цинка из оксида, использующего водород. Молярная масса цинка: \[ M(\mathrm{Zn}) = 65,4 \, \text{г/моль} \] 1 моль H₂ способен восстановить 1 моль Zn (по уравнению реакции). Масса восстановленного цинка: \[ m(\mathrm{Zn}) = 0,125 \times 65,4 \approx 8,2 \, \text{г} \] --- ## Итоговые ответы: ### **Ответ 2:** - Объем водорода, образующегося при реакции 7 г железа, составляет **2,8 литров**. - Этим водородом можно восстановить примерно **8,2 г цинка**. --- Если нужны дополнительные объяснения, обращайтесь!