Дано:
- Масса сульфата цинка (ZnSO4) = 32.2 г
- Масса 20%-го раствора гидроксида калия (KOH) = 140 г
- Концентрация KOH = 20%
Найти: массу выпавшего осадка (гидроксида цинка, Zn(OH)2).
Решение:
1. Найдем количество вещества ZnSO4.
- Молекулярная масса ZnSO4 = 65.38 (Zn) + 32.07 (S) + 4 * 16.00 (O) = 161.45 г/моль
- Количество вещества ZnSO4 = 32.2 г / 161.45 г/моль = 0.199 моль
2. Найдем количество KOH в растворе.
- Масса KOH в 140 г 20%-го раствора = 140 г * 0.20 = 28 г
- Молекулярная масса KOH = 39.10 (K) + 15.999 (O) + 1.008 (H) = 56.107 г/моль
- Количество вещества KOH = 28 г / 56.107 г/моль = 0.498 моль
3. Реакция между ZnSO4 и KOH:
ZnSO4 + 2 KOH → Zn(OH)2 + K2SO4
Из уравнения видно, что на 1 моль ZnSO4 нужно 2 моль KOH.
4. Определим, какой из реагентов является лимитирующим:
- Для 0.199 моль ZnSO4 требуется 0.199 моль * 2 = 0.398 моль KOH
- У нас есть 0.498 моль KOH, что больше, чем требуется.
Таким образом, лимитирующим является ZnSO4.
5. Найдем массу выпавшего осадка (Zn(OH)2):
- Молекулярная масса Zn(OH)2 = 65.38 (Zn) + 2 * (16.00 + 1.008) = 99.388 г/моль
- Количество вещества Zn(OH)2 = 0.199 моль (равное количеству вещества ZnSO4)
- Масса Zn(OH)2 = 0.199 моль * 99.388 г/моль = 19.8 г
Ответ: масса выпавшего осадка составляет 19.8 г.