Раствор, содержащий 0,15 моль сульфата цинка, слили с раствором, содержащим 28 г гидроксида калия. Какова масса образовавшегося осадка?
Давайте подробно разберемся с задачей и найдем массу образовавшегося осадка.
Дано:
- Количество сульфата цинка (ZnSO₄) — 0,15 моль
- Масса гидроксида калия (KOH) — 28 г
Задача: определить массу образовавшегося осадка. Осадком в данном случае является гидроксид цинка (Zn(OH)₂), который образуется при реакции цинка с гидроксидом калия.
Шаг 1: Записать уравнение реакции
Цинк (Zn²⁺) реагирует с гидроксид-ионов (OH⁻):
\[ \text{Zn}^{2+} + 2 \text{OH}^- \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 \downarrow \]
Но перед этим нужно определить, какой из растворов является источником иона Zn²⁺ и OH⁻:
- Сульфат цинка — содержит ионы Zn²⁺.
- Гидроксид калия — содержит ионы K⁺ и OH⁻.
Шаг 2: Определить, сколько ионов OH⁻ есть в растворе KOH
Молярная масса KOH:
\[ M_{KOH} = 39 + 16 + 1 = 56 \ \text{г/моль} \]
Масса KOH — 28 г, значит количество:
\[ n_{KOH} = \frac{28}{56} = 0{,}5 \ \text{моль} \]
Это — количество молей гидроксид-ионов (OH⁻), так как в растворе KOH полностью диссоциирует:
\[ \text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^- \]
Шаг 3: Определить, сколько ионов Zn²⁺ есть в растворе
Дано, что в растворе есть 0,15 моль ZnSO₄. Он диссоциирует следующим образом:
\[ \text{ZnSO}_4 \rightarrow \text{Zn}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \]
Количество ионов Zn²⁺ — 0,15 моль.
Шаг 4: Определить, сколько образуется осадка Zn(OH)₂
Из уравнения реакции видно, что:
- 1 моль Zn²⁺ реагирует с 2 моль OH⁻, чтобы дать 1 моль осадка Zn(OH)₂.
Молярное соотношение:
\[ \text{Zn}^{2+} : \text{OH}^- = 1 : 2 \]
Количество Zn²⁺ — 0,15 моль.
Максимально возможное количество OH⁻, которое может реагировать:
\[ 0{,}15 \times 2 = 0{,}30 \ \text{моль} \]
Но в растворе есть 0,5 моль OH⁻. Значит, так как OH⁻ больше, чем требуется для реакции с Zn²⁺, — весь Zn²⁺ полностью прореагирует и выпадет в осадок.
Количество осадка (Zn(OH)₂):
\[ n_{\text{Zn(OH)}_2} = n_{\text{Zn}^{2+}} = 0{,}15 \ \text{моль} \]
Шаг 5: Найти массу осадка Zn(OH)₂
Молярная масса Zn(OH)₂:
\[ M_{\text{Zn(OH)}_2} = M_{Zn} + 2 \times M_{OH} = 65 + 2 \times 17 = 65 + 34 = 99 \ \text{г/моль} \]
Масса осадка:
\[ m_{\text{Zn(OH)}_2} = n \times M = 0{,}15 \times 99 = 14{,}85 \ \text{г} \]
Ответ:
Масса образовавшегося осадка гидроксида цинка — приблизительно 14,85 г.
