дано:
- оксид цинка (ZnO) содержит 1 атом цинка и 1 атом кислорода.
- сульфат цинка (ZnSO4) содержит 1 атом цинка и 4 атома кислорода.
найти:
массовую долю оксида цинка в смеси.
решение:
Обозначим количество моль оксида цинка как n(ZnO), а количество моль сульфата цинка как n(ZnSO4).
Тогда количество атомов цинка в смеси будет равно:
n(ZnO) + n(ZnSO4).
Количество атомов кислорода в смеси будет равно:
n(ZnO) + 4 * n(ZnSO4).
Согласно условию, число атомов кислорода в 3 раза больше числа атомов цинка:
n(ZnO) + 4 * n(ZnSO4) = 3 * (n(ZnO) + n(ZnSO4)).
Раскроем скобки:
n(ZnO) + 4 * n(ZnSO4) = 3 * n(ZnO) + 3 * n(ZnSO4).
Переносим все слагаемые на одну сторону:
n(ZnO) + 4 * n(ZnSO4) - 3 * n(ZnO) - 3 * n(ZnSO4) = 0.
Упрощаем уравнение:
-2 * n(ZnO) + n(ZnSO4) = 0.
Таким образом, получаем:
n(ZnSO4) = 2 * n(ZnO).
Теперь обозначим n(ZnO) = x. Тогда:
n(ZnSO4) = 2x.
Теперь подставим это значение в выражения для массы компонентов:
Масса ZnO = n(ZnO) * M(ZnO) = x * 81 г/моль (где M(ZnO) = 65 + 16 = 81 г/моль).
Масса ZnSO4 = n(ZnSO4) * M(ZnSO4) = 2x * 161 г/моль (где M(ZnSO4) = 65 + 32 + 4*16 = 161 г/моль).
Теперь найдем общую массу смеси:
M_total = масса ZnO + масса ZnSO4 = x * 81 + 2x * 161 = 81x + 322x = 403x.
Теперь найдем массовую долю оксида цинка в смеси:
ω(ZnO) = масса ZnO / M_total = (x * 81) / (403x) = 81 / 403.
Теперь пересчитаем массовую долю в процентах:
ω(ZnO) = (81 / 403) * 100% ≈ 20.1%.
ответ:
Массовая доля оксида цинка в смеси составляет примерно 20.1%.