Question

Пластинку из сплава цинка со свинцом, содержащую электронов в количестве, в 56 раз превышающем число Авогадро, поместили в 100 г раствора хлорида олова(II). После полного протекания реакции пластинку извлекли и просушили. Общее число электронов в металлах пластинки возросло на 12,5%. К оставшемуся раствору добавили 480 г 20%-го раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щелочи в конечном растворе.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: установить количество вещества электронов в исходной пластинке, найти массы прореагировавшего цинка и образовавшегося олова через изменение числа электронов, затем проследить взаимодействие с гидроксидом натрия и вычислить массовую долю щелочи в финальном растворе.

**Шаг 1. Реакция на пластинке**

$$\ce{SnCl2 + Zn -> ZnCl2 + Sn}$$

**Шаг 2. Количество электронов в исходной пластинке**

Число электронов: $N_{	ext{электронов}} = 56 N_A$

Количество вещества электронов:
$$n_{	ext{электронов}} = \frac{56 N_A}{N_A} = 56 	ext{ моль}$$

**Шаг 3. Количество электронов после реакции**

$$n_{	ext{ост. электронов}} = 56 \cdot 1{,}125 = 63 	ext{ моль}$$

**Шаг 4. Определение количества образовавшегося олова**

Обозначим $n(\ce{Sn}) = x$ моль. Тогда:
- электронов в образовавшемся олове: $50x$ моль (у олова 50 электронов);
- прореагировавшего цинка: $x$ моль;
- электронов в прореагировавшем цинке: $30x$ моль (у цинка 30 электронов).

Баланс электронов:
$$n_{	ext{ост. электронов}} = n_{	ext{электронов}} - 30x + 50x$$
$$63 = 56 + 20x$$
$$x = 0{,}35 	ext{ моль}$$

Следовательно, $n(\ce{Sn}) = 0{,}35$ моль.

**Шаг 5. Масса образовавшегося олова**

$$m(\ce{Sn}) = 0{,}35 \cdot 119 = 41{,}65 	ext{ г}$$

**Шаг 6. Масса прореагировавшего цинка**

$$m_{	ext{прореаг.}}(\ce{Zn}) = 0{,}35 \cdot 65 = 22{,}75 	ext{ г}$$

**Шаг 7. Количество образовавшегося хлорида цинка**

$$n(\ce{ZnCl2}) = n(\ce{Sn}) = 0{,}35 	ext{ моль}$$

**Шаг 8. Масса и количество гидроксида натрия**

$$m(\ce{NaOH}) = 480 \cdot 0{,}2 = 96 	ext{ г}$$
$$n(\ce{NaOH}) = \frac{96}{40} = 2{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 9. Взаимодействие хлорида цинка с гидроксидом натрия**

При избытке щелочи образуется комплекс:

$$\ce{ZnCl2 + 4NaOH -> Na2[Zn(OH)4] + 2NaCl}$$

Количество прореагировавшего гидроксида натрия:
$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{NaOH}) = 4 \cdot 0{,}35 = 1{,}4 	ext{ моль}$$

**Шаг 10. Остаток гидроксида натрия**

$$n_{	ext{ост.}}(\ce{NaOH}) = 2{,}4 - 1{,}4 = 1 	ext{ моль}$$
$$m_{	ext{ост.}}(\ce{NaOH}) = 1 \cdot 40 = 40 	ext{ г}$$

**Шаг 11. Масса конечного раствора**

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = 22{,}75 + 100 + 480 - 41{,}65 = 561{,}1 	ext{ г}$$

**Шаг 12. Массовая доля щелочи**

$$\omega(\ce{NaOH}) = \frac{40}{561{,}1} = 0{,}0713 = 7{,}13\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии