Question

Калий массой 5,85 г растворили в воде и получили 15%-ный раствор щёлочи. К нему последовательно добавили 21,25 г медного купороса и 6,5 г цинка. Вычислите массовые доли веществ в растворе после завершения реакций

Answer 1

ω(K2SO4) = 0,1867 или 18,67%

ω(ZnSO4) = 0,023 или 2,3%

Объяснение:

1

Запишем уравнения реакций:

(1) 2K + 2H2O = 2KOH + H2

(2) 2KOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + K2SO4

2

Вычислим количества веществ:

n(K) = 5,85 : 39 = 0,15 моль

n(KOH) = n(K) = 0,15 моль

n(CuSO4) = n(CuSO4⋅5H2O) = 21,25 : 250 = 0,085 моль

0,15/2 < 0,085/1, CuSO4 в избытке

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu

n(CuSO4)ост. = n(CuSO4)исх. – 0,5n(KOH) = 0,085 – 0,075 = 0,01 моль

n(Zn) = 6,5 : 65 = 0,1 моль (избыток)

n(K2SO4) = 0,5n(KOH) = 0,075 моль

m(K2SO4) = 0,075 ⋅ 174 = 13,05 г

n(ZnSO4) = n(CuSO4)ост. = 0,01 моль

m(ZnSO4) = 0,01 ⋅ 161 = 1,61 г

Составим выражение для вычисления массы конечного раствора:

mр-ра = m(KOH)р-ра + m(CuSO4⋅5H2O) + m(Zn)прор. – m(Cu(OH)2) – m(Cu)

m(KOH)р-ра = m(KOH) : ω(KOH) = 0,15 ⋅ 56 : 0,15 = 56 г

mр-ра =56 + 21,25 + 65 ⋅ 0,01 – 0,075 ⋅ 98 – 0,01 ⋅ 64 = 69,91 г

Вычислим массовые доли веществ:

ω(K2SO4) = 13,05 : 69,91 = 0,1867 или 18,67%

ω(ZnSO4) = 1,61 : 69,91 = 0,023 или 2,3%