дано:
- Масса сульфида цинка (ZnS) = 48,5 г
- Выход оксида цинка (ZnO) = 74%
- Выход на первой стадии = 84%
- Выход на второй стадии = 88%
- Формула кристаллогидрата ZnSO4 • 7H2O
найти:
- Массу кристаллогидрата ZnSO4 • 7H2O, необходимую для получения такого же количества оксида цинка
решение:
1. Найдем молекулярную массу ZnS:
Zn = 65,38 г/моль
S = 32,07 г/моль
ZnS = 65,38 + 32,07 = 97,45 г/моль
2. Найдем количество молей ZnS:
Количество молей ZnS = 48,5 г / 97,45 г/моль = 0,497 моль
3. Найдем теоретическую массу ZnO:
Реакция: ZnS + O2 → ZnO + SO2
1 моль ZnS дает 1 моль ZnO
Молекулярная масса ZnO = 65,38 + 16 = 81,38 г/моль
Теоретическая масса ZnO = 0,497 моль × 81,38 г/моль = 40,5 г
4. Определим фактическую массу ZnO:
Выход ZnO = 74%
Фактическая масса ZnO = 40,5 г × 0,74 = 30,0 г
5. Определим массу ZnSO4, необходимую для получения 30,0 г ZnO в двухстадийном синтезе:
Для первой стадии:
Выход = 84%
Масса ZnSO4 (теоретическая) = 30,0 г / 0,84 = 35,71 г
Для второй стадии:
Выход = 88%
Масса ZnSO4 (реальная) = 35,71 г / 0,88 = 40,5 г
6. Найдем массу кристаллогидрата ZnSO4 • 7H2O:
Молекулярная масса ZnSO4 • 7H2O:
ZnSO4 = 65,38 + 32,07 + (4 × 16) = 161,45 г/моль
7H2O = 7 × (2 × 1 + 16) = 126 г/моль
ZnSO4 • 7H2O = 161,45 + 126 = 287,45 г/моль
Количество молей ZnSO4 • 7H2O = 40,5 г / 287,45 г/моль = 0,141 моль
Теоретическая масса ZnSO4 • 7H2O = 0,141 моль × 287,45 г/моль = 40,5 г
ответ:
- Для получения такого же количества оксида цинка необходимо использовать 40,5 г кристаллогидрата ZnSO4 • 7H2O.