Дано:
Масса сульфида цинка (ZnS) = 5,82 г
Масса раствора хромата калия (K2CrO4) = 77,6 г
Концентрация K2CrO4 = 10%
Масса раствора гидросульфата калия (KHSO4) = 36,3 г
Концентрация KHSO4 = 30%
Найти:
Массовые доли веществ в конечной смеси.
Решение с расчетом:
1. Найдем количество веществ, содержащихся в каждом из растворов.
Для раствора K2CrO4:
Масса K2CrO4 = 77,6 г
Концентрация = 10%, следовательно, масса K2CrO4 в растворе = 0,1*77,6 = 7,76 г
Для раствора KHSO4:
Масса KHSO4 = 36,3 г
Концентрация = 30%, следовательно, масса KHSO4 в растворе = 0,3*36,3 = 10,89 г
2. Рассчитаем количество веществ, полученных при обработке сульфида цинка.
Рассмотрим реакции:
ZnS + K2CrO4 -> ZnCrO4 + K2S
ZnS + KHSO4 -> ZnSO4 + K2S
Предположим, что оба раствора реагируют полностью.
3. Найдем молярные массы соединений:
M(ZnS) = 97,47 г/моль
M(K2CrO4) = 194,19 г/моль
M(KHSO4) = 136,17 г/моль
M(ZnCrO4) = 323,84 г/моль
M(ZnSO4) = 161,47 г/моль
4. Найдем количество веществ, полученных при обработке сульфида цинка:
n(ZnS) = 5,82 / 97,47 = 0,0597 моль
n(K2CrO4) = 7,76 / 194,19 = 0,04 моль
n(KHSO4) = 10,89 / 136,17 = 0,08 моль
5. Найдем массовые доли веществ в конечной смеси:
Доля ZnCrO4 = (M(ZnCrO4) * n(ZnS)) / (M(ZnCrO4) * n(ZnS) + M(K2CrO4) * n(K2CrO4) + M(KHSO4) * n(KHSO4))
Доля ZnSO4 = (M(ZnSO4) * n(ZnS)) / (M(ZnSO4) * n(ZnS) + M(K2CrO4) * n(K2CrO4) + M(KHSO4) * n(KHSO4))
Доля K2S = 1 - (Доля ZnCrO4 + Доля ZnSO4)
6. Подставим значения и найдем массовые доли:
Доля ZnCrO4 = (323,84 * 0,0597) / (323,84 * 0,0597 + 194,19 * 0,04 + 161,47 * 0,08) ≈ 0,145
Доля ZnSO4 = (161,47 * 0,0597) / (323,84 * 0,0597 + 194,19 * 0,04 + 161,47 * 0,08) ≈ 0,077
Доля K2S ≈ 1 - (0,145 + 0,077) ≈ 0,778
Ответ:
Массовые доли веществ в конечной смеси:
ZnCrO4 ≈ 14.5%
ZnSO4 ≈ 7.7%