дано:
m(ZnSO4*7H2O) = 28.7 г ω(раствора ZnSO4) = 8% = 0.08 m(Mg) = 6 г m(раствора KOH) = 150 г ω(KOH) = 27.5% = 0.275
найти:
ω(KOH) в конечном растворе
решение:
Масса воды в 8%-м растворе ZnSO4:
m(ZnSO47H2O) = 28.7 г M(ZnSO47H2O) = 287 г/моль n(ZnSO4*7H2O) = 28.7 г / 287 г/моль = 0.1 моль
m(ZnSO4) = 0.1 моль * 161.5 г/моль = 16.15 г
m(раствора) = 16.15 г / 0.08 = 201.875 г m(H2O) = 201.875 г - 16.15 г = 185.725 г
Реакция магния с ZnSO4:
Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn
n(Mg) = 6 г / 24 г/моль = 0.25 моль
Так как n(ZnSO4) = 0.1 моль < n(Mg) = 0.25 моль, ZnSO4 прореагирует полностью.
Масса MgSO4:
n(MgSO4) = n(ZnSO4) = 0.1 моль m(MgSO4) = 0.1 моль * 120 г/моль = 12 г
Масса Mg, прореагировавшего:
m(Mg)реагир = 0.1 моль * 24 г/моль = 2.4 г
Масса непрореагировавшего Mg:
m(Mg)оставш = 6 г - 2.4 г = 3.6 г
Масса KOH в растворе:
m(KOH) = 0.275 * 150 г = 41.25 г
Количество вещества KOH:
n(KOH) = 41.25 г / 56 г/моль ≈ 0.737 моль
Реакция KOH с MgSO4 и Mg:
MgSO4 + 2KOH = Mg(OH)2 + K2SO4 Mg + 2KOH + 2H2O = Mg(OH)2 + 2KOH
Выпадет осадок Mg(OH)2. KOH прореагирует с MgSO4.
n(KOH) для MgSO4 = 2 * n(MgSO4) = 0.2 моль
n(KOH) оставш = 0.737 моль - 0.2 моль = 0.537 моль
Масса непрореагировавшего KOH:
m(KOH)оставш = 0.537 моль * 56 г/моль ≈ 30 г
Общая масса конечного раствора:
m(конечный раствор) ≈ 185.725 г + 12 г + 3.6 г + 150 г - (0.1 моль * 58 г/моль) ≈ 337.3 г (учтен Mg(OH)2)
ω(KOH) в конечном растворе = m(KOH)оставш / m(конечный раствор) ≈ 30 г / 337.3 г ≈ 0.089 ≈ 8.9%
Ответ:
ω(KOH) в конечном растворе ≈ 8.9%