Раствор, содержащий 0,15 моль сульфата цинка, слили с раствором, содержащим 28 г гидроксида калия. Какова масса образовавшегося осадка?
Рассмотрим задачу поэтапно.
Дано:
- Количество сульфата цинка \( \mathrm{ZnSO_4} \) — 0,15 моль
- Масса гидроксида калия \( \mathrm{KOH} \) — 28 г
Что нужно найти:
- Массу образовавшегося осадка (это будет цинк гидроксид, \( \mathrm{Zn(OH)_2} \))
Шаг 1: Записываем уравнение реакции
При взаимодействии сульфата цинка и гидроксида калия происходит обмен и образуется осадок цинка гидроксида и калий сульфат:
\[ \mathrm{ZnSO_4 + 2KOH \rightarrow Zn(OH)_2 (s) + K_2SO_4} \]
Цинк гидроксид \( \mathrm{Zn(OH)_2} \) — это осадок.
Шаг 2: Определяем молярное соотношение
Согласно уравнению, 1 моль \( \mathrm{ZnSO_4} \) реагирует с 2 моль \( \mathrm{KOH} \).
Молярное соотношение: 1 : 2
Шаг 3: Вычисляем количество \( \mathrm{KOH} \) в моль
Масса \( \mathrm{KOH} \) — 28 г.
Молекулярная масса \( \mathrm{KOH} \):
\[ \mathrm{K} \approx 39,1 \\ \mathrm{O} \approx 16 \\ \mathrm{H} \approx 1,0 \\ \Rightarrow M(\mathrm{KOH}) \approx 39,1 + 16 + 1 = 56,1\, \text{г/моль} \]
Количество вещества \( \mathrm{KOH} \):
\[ n(\mathrm{KOH}) = \frac{28\, \text{г}}{56,1\, \text{г/моль}} \approx 0,5\, \text{моль} \]
Шаг 4: Определяем, сколько \( \mathrm{Zn(OH)_2} \) образуется
- Количество \( \mathrm{KOH} \) — 0,5 моль
- Согласно уравнению, для реакции 1 моль \( \mathrm{ZnSO_4} \) требуется 2 моль \( \mathrm{KOH} \)
Проверка:
На какую моль \( \mathrm{ZnSO_4} \) хватит 0,5 моль \( \mathrm{KOH} \)?
\[ n_{\mathrm{ZnSO_4,использовано}} = \frac{0,5}{2} = 0,25\, \text{моль} \]
Но у нас есть 0,15 моль \( \mathrm{ZnSO_4} \), следовательно, реакции полностью не используют весь \( \mathrm{KOH} \), и реакция ограничена количеством \( \mathrm{ZnSO_4} \).
Итог:
- Реагирует 0,15 моль \( \mathrm{ZnSO_4} \), для этого нужно 0,3 моль \( \mathrm{KOH} \).
- В наличии есть 0,5 моль, — избыток, значит, всё \( \mathrm{ZnSO_4} \) прореагирует.
Шаг 5: Рассчитываем массу образовавшегося \( \mathrm{Zn(OH)_2} \)
Из уравнения: 1 моль \( \mathrm{ZnSO_4} \) даёт 1 моль \( \mathrm{Zn(OH)_2} \).
Молярное соотношение: 1 : 1.
Количество образованного \( \mathrm{Zn(OH)_2} \):
\[ n(\mathrm{Zn(OH)_2}) = 0,15\, \text{моль} \]
Молярная масса \( \mathrm{Zn(OH)_2} \):
Молекулы состоят из:
\[ \mathrm{Zn} \approx 65,4 \\ \mathrm{O} \approx 16 \times 2 = 32 \\ \mathrm{H} \approx 1 \times 2 = 2 \\ \]
Общая масса:
\[ M(\mathrm{Zn(OH)_2}) = 65,4 + 32 + 2 = 99,4\, \text{г/моль} \]
Масса осадка:
\[ m(\mathrm{Zn(OH)_2}) = n \times M = 0,15 \times 99,4 \approx 14,91\, \text{г} \]
Ответ:
Масса образовавшегося осадка цинк гидроксида \( \mathrm{Zn(OH)_2} \) составляет примерно 14,9 г.
