Раствор, содержащий 0,15 моль сульфата цинка, слили с раствором, содержащим 28 г гидроксида калия. Какова масса образовавшегося осадка?
Давайте решим эту задачу по шагам, чтобы понять, какой осадок образовался при соединении сульфата цинка и гидроксида калия, а также какая его масса получилась.
Шаг 1. Записать данные задачи:
- Количество вещества сульфата цинка: \( n_{ZnSO_4} = 0.15 \text{ моль} \)
- Масса гидроксида калия: \( m_{KOH} = 28 \text{ г} \)
Шаг 2. Определить, что происходит при смешивании растворов:
При соединении растворов ионов цинка (\( \text{Zn}^{2+} \)) и гидроксида калия (\( \text{OH}^- \)) возможна реакция образования гидроксида цинка — нерастворимого осадка:
\[
\text{Zn}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Zn(OH)}_2 \downarrow
\]
Гидрат цинка (\(\text{Zn(OH)}_2\)) — осадок, и его масса и требуется найти.
Шаг 3. Найти количество вещества гидроксида калия:
Для этого нужно знать молярную массу KOH:
\[
M_{KOH} = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}
\]
Количество вещества \( KOH \):
\[
n_{KOH} = \frac{m_{KOH}}{M_{KOH}} = \frac{28}{56} = 0.5 \text{ моль}
\]
Шаг 4. Определить, сколько ионов \( \text{OH}^- \) есть в растворе:
В одном моле KOH — 1 моль \( \text{OH}^- \). Значит, всего \( 0.5 \) моль \( \text{OH}^- \).
Шаг 5. Определить насколько хватает ионов \( \text{OH}^- \) для реакции с цинком:
Реакция требует 2 моля \( \text{OH}^- \) на 1 моль цинка.
В цинковом растворе есть \( 0.15 \) моль \( \text{Zn}^{2+} \).
На образование гидроксида цинка потребуется:
\[ 0.15 \times 2 = 0.3 \text{ моль } \text{OH}^- \]У нас есть \( 0.5 \) моль \( \text{OH}^- \), что больше, чем требуется \( 0.3 \) моль, значит, полностью цинк прореагирует.
Шаг 6. Вычислить массу осадка \( \text{Zn(OH)}_2 \):
Молярная масса гидроксида цинка:
\[
M_{Zn(OH)_2} = M_{Zn} + 2 \times M_{O} + 2 \times M_{H} = 65 + 2 \times 16 + 2 \times 1 = 65 + 32 + 2 = 99 \text{ г/моль}
\]
Количество вещества образовавшегося осадка:
\[
n_{Zn(OH)_2} = n_{Zn^{2+}} = 0.15 \text{ моль}
\]
Масса осадка:
\[
m_{Zn(OH)_2} = n_{Zn(OH)_2} \times M_{Zn(OH)_2} = 0.15 \times 99 = 14.85 \text{ г}
\]
Ответ: Масса образовавшегося осадка — примерно 14,85 г.
