Дано:
- Масса раствора серной кислоты = 588 г
- Концентрация серной кислоты = 10%
- Масса цинка = 52 г
- Масса оксида кобальта (II) = 90 г
Найти:
- Массу образовавшегося металла (кобальта)
Решение:
1. Найдем массу серной кислоты в растворе:
Масса серной кислоты = 10% от 588 г = 0,10 × 588 г = 58,8 г
Молекулярная масса серной кислоты (H2SO4) = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль
Количество моль H2SO4 = масса / молекулярная масса = 58,8 г / 98 г/моль ≈ 0,6 моль
2. Определим количество моль цинка:
Молекулярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль
Количество моль цинка = масса / молекулярная масса = 52 г / 65,38 г/моль ≈ 0,793 моль
3. Реакция цинка с серной кислотой:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
В уравнении реакции на 1 моль Zn требуется 1 моль H2SO4. Количество моль серной кислоты в растворе достаточно для реакции с 0,6 моль Zn. Поэтому в данном случае цинк является избытком. Реакция будет протекать полностью.
Количество моль водорода, выделившегося в реакции = количество моль H2SO4 = 0,6 моль
4. Реакция водорода с оксидом кобальта (II):
H2 + CoO → Co + H2O
В уравнении реакции на 1 моль CoO требуется 1 моль H2. Количество моль водорода = 0,6 моль.
Количество моль CoO = масса / молекулярная масса = 90 г / (58,93 + 16) г/моль ≈ 90 г / 74,93 г/моль ≈ 1,2 моль
Следовательно, весь водород пройдет реакцию, так как количество CoO превышает количество водорода.
5. Определим массу образовавшегося кобальта:
Молекулярная масса кобальта (Co) = 58,93 г/моль
Количество моль кобальта = количество моль водорода = 0,6 моль
Масса кобальта = количество моль × молекулярная масса = 0,6 моль × 58,93 г/моль ≈ 35,6 г
Ответ:
Масса образовавшегося металла (кобальта) составляет примерно 35,6 г.