Раствор, содержащий 0,15 моль сульфата цинка, слили с раствором, содержащим 28 г гидроксида калия. Какова масса образовавшегося осадка?
Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Мольность сульфата цинка (ZnSO₄): 0,15 моль
- Масса гидроксида калия (KOH): 28 г
Нам нужно найти массу осадка, который образовался при реакции.
Шаг 1. Запись уравнения реакции
Рассмотрим реакцию между сульфатом цинка и гидроксидом калия:
\[ \text{ZnSO}_4 + 2\text{KOH} \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 \downarrow + \text{K}_2\text{SO}_4 \]
Осадок — это гидроксид цинка \(\text{Zn(OH)}_2\).
Шаг 2. Определение молярных масс
- Молярная масса \(\text{ZnSO}_4\):
\[ 65.4 (\text{Zn}) + 32.0 (\text{S}) + 4 \times 16.0 (\text{O}) = 161.4 \text{ г/моль} \]
- Молярная масса \(\text{KOH}\):
\[ 39.1 (\text{K}) + 16.0 (\text{O}) + 1.0 (\text{H}) = 56.1 \text{ г/моль} \]
- Молярная масса \(\text{Zn(OH)}_2\):
\[ 65.4 (\text{Zn}) + 2 \times [16.0 (\text{O}) + 1.0 (\text{H})] = 65.4 + 2 \times 17.0 = 65.4 + 34.0 = 99.4 \text{ г/моль} \]
Шаг 3. Определение количества вещества \(\text{ZnSO}_4\)
Дано, что его количество — 0,15 моль.
Шаг 4. Определение количества вещества \(\text{KOH}\)
Масса \(= 28 \text{ г}\),
\[ n_{\text{KOH}} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{28}{56.1} \approx 0,498 \text{ моль} \]
Шаг 5. Определение лимитирующего реагента
Реакция идет в соотношении:
\[ \text{ZnSO}_4 + 2\text{KOH} \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 \]
Для 0,15 моль \(\text{ZnSO}_4\) требуется:
\[ 0,15 \times 2 = 0,3 \text{ моль KOH} \]
Но у нас есть примерно 0,498 моль KOH, чего достаточно для реакции с полным количеством цинка.
Следовательно, лимитирующим реагентом является \(\text{ZnSO}_4\) — он полностью реагирует, образуя осадок.
Шаг 6. Расчет массы осадка \(\text{Zn(OH)}_2\)
Из уравнения реакции:
\[ 1 \text{ моль } \text{ZnSO}_4 \rightarrow 1 \text{ моль } \text{Zn(OH)}_2 \]
Следовательно, 0,15 моль \(\text{ZnSO}_4\) образуют 0,15 моль \(\text{Zn(OH)}_2\).
Масса осадка:
\[ \text{Масса} = n \times M = 0,15 \times 99.4 \approx 14.91 \text{ г} \]
Ответ:
Масса образовавшегося осадка \(\text{Zn(OH)}_2\) составляет примерно 14,9 г.
