ГДЗ по химии 11 Класс класс Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А. упражнение - §53. Цинк, задание 7

Дано:

$$\begin{gathered} \mathrm{m}\left({\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2\right) = 4,923 \mathrm{г} \\ \mathrm{\Delta m} = 4,923 · 11,54\% = 0,568 \mathrm{г} \\ \mathrm{\omega }\left({\mathrm{HNO}}_3\right) = 10\% \\ \mathrm{m}(\mathrm{р}—\mathrm{ра} {\mathrm{HNO}}_3) = 56,7 \mathrm{г} \end{gathered}$$

Найти:

$\mathrm{\omega }\left(\mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2\right)—?$

Решение:

1) ${\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2 \to 5\mathrm{ZnO} + 2{\mathrm{CO}}_2 + 3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

$$\begin{gathered} \mathrm{n}\left({\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2\right) = \mathrm{m} / \mathrm{M} = 4,923 / 547 = 0,009 \mathrm{моль} \\ \mathrm{\Delta m} = 0,568 \mathrm{г} = \mathrm{m}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_1 + \mathrm{m}{\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)}_1 \end{gathered}$$

Пусть $\mathrm{n}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_1 = \mathrm{x} \mathrm{моль}$, тогда $\mathrm{n}\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right) = 1,5\mathrm{x} \mathrm{моль}$. Составим уравнение

$$\begin{gathered} 44\mathrm{х} + 18 · 1,5\mathrm{х} = 0,568 \\ \mathrm{x} = 0,008 \mathrm{моль} \end{gathered}$$

Значит разложилось $\mathrm{n}\left({\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2\right)\mathrm{прореаг} = 0,004 \mathrm{моль}$, осталось $\mathrm{n}\left({\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2\right)\mathrm{ост} = 0,005 \mathrm{моль}$ и образовалось $\mathrm{n}\left(\mathrm{ZnO}\right) = 0,004 · 5 = 0,02 \mathrm{моль}$

$$\begin{gathered} \mathrm{m}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_1 = 0,008 · 44 = 0,352 \mathrm{г}; \mathrm{m}{\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)}_1 = 0,008 · 1,5 · 18 = 0,216 \mathrm{г}. \\ 2) {\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2 + 10{\mathrm{HNO}}_3 \to 5\mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2 + 8{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} + 2{\mathrm{CO}}_2 \\ \mathrm{n}({\mathrm{HNO}}_3) = \mathrm{m}(\mathrm{р}—\mathrm{ра} {\mathrm{HNO}}_3) · \mathrm{\omega }({\mathrm{HNO}}_3) / \mathrm{M}({\mathrm{HNO}}_3) = 56,7 · 0,1 / 63 = 0,09 \mathrm{моль} \end{gathered}$$

Значит во вторую реакцию вступило $\mathrm{n}{\left({\mathrm{HNO}}_3\right)}_1 = 0,005 \mathrm{моль} · 10 = 0,05 \mathrm{моль}$, образовалось $\mathrm{n}(\mathrm{Zn}{{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2)}_1 = 0,005 \mathrm{моль}· 5 = 0,025 \mathrm{и} \mathrm{n}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_2 = 0,005 \mathrm{моль} · 2 = 0,01 \mathrm{моль}$

Значит $\mathrm{m}(\mathrm{Zn}{{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2)}_1 = \mathrm{n} · \mathrm{M} = 0,025 \mathrm{моль} · 189 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 4,725 \mathrm{г} \mathrm{и} \mathrm{m}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_2 = \mathrm{n} · \mathrm{M} = 0,01 \mathrm{моль} · 44 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 0,44 \mathrm{г}$

$3) \mathrm{ZnO} + 2{\mathrm{HNO}}_3 \to \mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2 + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

В третьей реакции образовалось $\mathrm{n}\left(\mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2\right) = \mathrm{n}\left(\mathrm{ZnO}\right) = 0,02 \mathrm{моль}$

$\mathrm{m}(\mathrm{Zn}{{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2)}_2 = \mathrm{n} · \mathrm{M} = 0,02 \mathrm{моль} · 189 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 3,78 \mathrm{г}$

Значит $\mathrm{m}\left(\mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2\right) = 4,725 \mathrm{г} + 3,78 \mathrm{г} = 8,505 \mathrm{г}$

Найдем массу конечного раствора:

$\mathrm{m}(\mathrm{кон}. \mathrm{р}—\mathrm{ра}) = \mathrm{m}\left({\mathrm{Zn}}_5{\left(\mathrm{OH}\right)}_6{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_2\right) + \mathrm{m}(\mathrm{р}—\mathrm{ра} {\mathrm{HNO}}_3) — \mathrm{m}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_1 — \mathrm{m}{\left({\mathrm{CO}}_2\right)}_2 — \mathrm{m}{\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)}_1 = 4,923 \mathrm{г} + 56,7 \mathrm{г} — 0,352 \mathrm{г} — 0,216 \mathrm{г} — 0,44 \mathrm{г} = 60,615 \mathrm{г}$

$\mathrm{\omega }(\mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2=\frac{\mathrm{m}(\mathrm{Zn}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2}{\mathrm{m}(\mathrm{кон}. \mathrm{р}—\mathrm{ра})}·100\%=\frac{8,505}{60,615}·100\%=14\%$