25 г цинкового порошка поместили в 100 г раствора нитрата серебра. затем порошок отфильтровали, высушили и взвесили; масса порошка составила 26,51 г. определите массовую концентрацию нитрата цинка в растворе.
При превращении хлорида щелочного металла в его сульфат количество вещества соли уменьшается в два раза, т.к. хлорид содержит 1 атом металла, а сульфат - два. Таким образом, n(NaCl) = 2*n(Na2SO4) n(KCl) = 2*n(K2SO4)
Примем массу хлорида натрия в смеси за х, а массу хлорида калия - за у. Тогда n(NaCl) = 0,017x; n(KCl) = 0,013y
Используя ранее полученные соотношения между количествами вещества хлоридов и сульфатов, выразим массы сульфатов через массы хлоридов: m(Na2SO4) = [n(NaCl)/2]*M(Na2SO4) = 142*0,017x/2 = 1,207x m(K2SO4) = [n(KCl)/2]*M(K2SO4) = 174*0,013y/2 = 1,131y
Составляем систему уравнений: х + у = 6,34 1,207х + 1,131у = 7,51 Решаем, находим х = 4,46 г
Массовая доля хлорида натрия: ω(NaCl) = 4,46/6,34 = 0,703 или 70,3%
Предположим, что цинк вступил в реакцию полностью, тогда
m(Ag) = 108*2*25/65 = 83 г. Полученный результат противоречит условию задачи, следовательно, порошок, полученный в ходе реакции, состоит из смеси цинка и серебра.
Примем массу прореагировавшего цинка за х. Тогда масса образовавшегося серебра: 108*2*х/65 = 3,32х
Масса непрореагировавшего цинка (25-х) г.
Составим уравнение: (25-х) + 3,32х = 26,51. Отсюда х=0,65 г
Находим массу нитрата цинка:
m(Zn)/[n(Zn) * M(Zn)] = m(Zn(NO3)2)/[n(Zn(NO3)2) * M(Zn(NO3)2)] =>
m(Zn(NO3)2) = m(Zn) * n(Zn(NO3)2) * M(Zn(NO3)2)/[n(Zn) * M(Zn)] = 0,65 * 189/65 = 1,89 г
Масса исходного нитрата серебра: 0,65 * 2 * 170/65 = 3,4 г
Масса раствора после реакции: 100 - 3,4 + 1,89 = 98,49 г
Находим концентрацию раствора: (1,89/98,49)*100% = 1,92%