Question

Определите массовую долю веществ в растворе, полученном в результате последовательного растворения в 100 мл воды 4,6 г натрия и 6,48 г оксида цинка. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: натрий реагирует с водой, образуя гидроксид натрия и водород; затем оксид цинка взаимодействует с избытком щёлочи, формируя тетрагидроксоцинкат натрия; по стехиометрии определяем состав конечного раствора и вычисляем массовые доли.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2 ^}$$

$$\ce{ZnO + 2NaOH + H2O -> Na2[Zn(OH)4]}$$

**Расчёты:**

Вычислим количество вещества натрия:

$$
u(\ce{Na}) = \frac{m(\ce{Na})}{M(\ce{Na})} = \frac{4{,}6}{23} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

По первому уравнению количество образовавшегося гидроксида натрия:

$$
u(\ce{NaOH}) = 
u(\ce{Na}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$

Количество вещества оксида цинка:

$$
u(\ce{ZnO}) = \frac{m(\ce{ZnO})}{M(\ce{ZnO})} = \frac{6{,}48}{81} = 0{,}08 	ext{ моль}$$

По второму уравнению количество тетрагидроксоцинката натрия:

$$
u(\ce{Na2[Zn(OH)4]}) = 
u(\ce{ZnO}) = 0{,}08 	ext{ моль}$$

Масса тетрагидроксоцинката натрия:

$$m(\ce{Na2[Zn(OH)4]}) = 0{,}08 \cdot 179 = 14{,}32 	ext{ г}$$

Количество гидроксида натрия, израсходованного на реакцию с оксидом цинка:

$$
u_{	ext{прореаг.}}(\ce{NaOH}) = 2 \cdot 
u(\ce{ZnO}) = 2 \cdot 0{,}08 = 0{,}16 	ext{ моль}$$

Количество оставшегося гидроксида натрия:

$$
u_{	ext{ост.}}(\ce{NaOH}) = 0{,}2 - 0{,}16 = 0{,}04 	ext{ моль}$$

Масса оставшегося гидроксида натрия:

$$m_{	ext{ост.}}(\ce{NaOH}) = 0{,}04 \cdot 40 = 1{,}6 	ext{ г}$$

Количество выделившегося водорода:

$$
u(\ce{H2}) = \frac{
u(\ce{Na})}{2} = \frac{0{,}2}{2} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

Масса водорода:

$$m(\ce{H2}) = 0{,}1 \cdot 2 = 0{,}2 	ext{ г}$$

Масса воды:

$$m(\ce{H2O}) = ho(\ce{H2O}) \cdot V(\ce{H2O}) = 1 \cdot 100 = 100 	ext{ г}$$

Масса конечного раствора (исходные вещества минус выделившийся газ):

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = 4{,}6 + 100 + 6{,}48 - 0{,}2 = 110{,}88 	ext{ г}$$

Массовая доля тетрагидроксоцинката натрия:

$$\omega(\ce{Na2[Zn(OH)4]}) = \frac{14{,}32}{110{,}88} = 0{,}1291 = 12{,}91\%$$

Массовая доля оставшегося гидроксида натрия:

$$\omega_{	ext{ост.}}(\ce{NaOH}) = \frac{1{,}6}{110{,}88} = 0{,}0144 = 1{,}44\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии