Вычисление осадка при взаимодействии цинка с реагентами
32,5 г цинка растворили в 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. К полученному раствору добавили 204,4 г 25%-ной соляной кислоты. Определите массу полученного осадка.
Дано
`m(Zn) = 32.5 text{ г}`
`m(text{р-ра } NaOH) = 240 text{ г}`
`ω(NaOH) = 20%`
`m(text{р-ра } HCl) = 204.4 text{ г}`
`ω(HCl) = 25%`
Найти
`m(осадка) = text{ ?}`
Решение
Найдём количество вещества цинка:
`n(Zn) = (m(Zn))/(M(Zn)) = 32.5/65 = 0.5 text{ моль}`
Найдём массу и количество вещества гидроксида натрия:
`m(NaOH) = m(text{р-ра } NaOH)*ω(NaOH) = 240*0.2 = 48 text{ г}`
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 48/40 = 1.2 text{ моль}`
Найдём массу и количество вещества соляной кислоты:
`m(HCl) = m(text{р-ра } HCl)*ω(HCl) = 204.4*0.25 = 51.1 text{ г}`
`n(HCl) = (m(HCl))/(M(HCl)) = 51.1/36.5 = 1.4 text{ моль}`
Запишем уравнение реакции цинка с гидроксидом натрия:
`underset(0.5 text{ моль})(Zn) + underset(1 text{ моль})(2NaOH) + 2H_2O = underset(0.5 text{ моль})(Na_2[Zn(OH)_4]) + H_2 text{↑}`
Остаток гидроксида натрия:
`n_{ост.}(NaOH) = 1.2 - 1 = 0.2 text{ моль}`
Сначала соляная кислота нейтрализует оставшийся гидроксид натрия:
`underset(0.2 text{ моль})(NaOH) + underset(0.2 text{ моль})(HCl) = NaCl + H_2O`
Остаток соляной кислоты:
`n_{ост.}(HCl) = 1.4 - 0.2 = 1.2 text{ моль}`
Далее соляная кислота реагирует с комплексной солью, образуя осадок гидроксида цинка:
`underset(0.5 text{ моль})(Na_2[Zn(OH)_4]) + underset(1 text{ моль})(2HCl) = underset(0.5 text{ моль})(Zn(OH)_2 text{↓}) + 2NaCl + 2H_2O`
Остаток соляной кислоты после образования осадка:
`n_{ост.2}(HCl) = 1.2 - 1 = 0.2 text{ моль}`
Избыток соляной кислоты растворяет часть осадка:
`underset(0.1 text{ моль})(Zn(OH)_2) + underset(0.2 text{ моль})(2HCl) = ZnCl_2 + 2H_2O`
Количество оставшегося осадка:
`n_{ост.}(Zn(OH)_2) = 0.5 - 0.1 = 0.4 text{ моль}`
Вычислим массу осадка:
`m(Zn(OH)_2) = n_{ост.}(Zn(OH)_2) * M(Zn(OH)_2) = 0.4 * 99 = 39.6 text{ г}`
Ответ
`m(осадка) = 39.6 text{ г}`