Дано:
1. Масса оксида цинка = 32.4 г
2. Объем угарного газа (Н₂) = 2.24 л (н.у.)
3. Масса раствора гидроксида калия = 448 г
4. Концентрация раствора гидроксида калия = 20%
Найти:
Массовую долю гидроксида калия в образовавшемся растворе
Решение:
1. Рассмотрим реакцию между оксидом цинка и угарным газом (N₂):
ZnO + C -> Zn + CO₂
2. Найдем количество вещества угарного газа (N₂), используя идеальный газовый закон:
PV = nRT
n = PV / RT = (1 atm * 2.24 L) / (0.0821 atm·L/mol·K * 273 K) ≈ 0.100 mol
3. С учетом стехиометрии реакции, видим, что 1 моль оксида цинка требует 1 моль угарного газа. Значит, количество моль оксида цинка равно количеству моль угарного газа.
Моль ZnO = 0.100 mol
4. Найдем массу гидроксида цинка, образовавшегося после реакции:
М(H₂O) = М(ZnO) = 32.4 г
5. Растворим полученный твердый остаток в 20%-ном растворе гидроксида калия:
Масса гидроксида калия в растворе = 448 г * 20% = 89.6 г
Количество моль KOH = М(KOH) / M(KOH) ≈ 89.6 g / 56.11 g/mol ≈ 1.597 mol
6. Найдем массовую долю гидроксида калия в конечном растворе:
w(KOH) = масса KOH / общая масса раствора * 100% = 89.6 г / (32.4 г + 89.6 г) * 100% ≈ 9.36%
Ответ:
Массовая доля гидроксида калия в образовавшемся растворе составляет около 9.36%.