ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 28 Вопрос 8 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Образуется ли осадок при добавлении 50 г 2%-ного раствора сульфата цинка к 40 г 8%-ного раствора гидроксида калия? Ответ подтвердите расчетами.

Масса сульфата цинка в растворе рассчитывается по формуле:
m(ZnSO₄) = m(раствора ZnSO₄) · ω(ZnSO₄)/100% = 50 · 0,02 = 1 г

Количество вещества сульфата цинка:
n(ZnSO₄) = m/M = 1/161 = 0,006 моль — недостаток.

Масса гидроксида калия в растворе:
m(KOH) = m(раствора KOH) · ω(KOH)/100% = 40 · 0,08 = 3,2 г

Количество вещества гидроксида калия:
n(KOH) = m/M = 3,2/56 = 0,057 моль — избыток.

Таким образом, количество щёлочи почти в 10 раз превышает количество сульфата цинка. Осадок образуется, но затем растворяется в избытке гидроксида калия:

ZnSO₄ + 2KOH → Zn(OH)₂↓ + K₂SO₄

Zn(OH)₂ + 2KOH → K₂Zn(OH)₄

Для того чтобы определить, образуется ли осадок при смешивании растворов сульфата цинка и гидроксида калия, а также сохранится ли он, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение массы каждого реагента в растворе.

Сначала рассчитаем, сколько граммов чистого сульфата цинка (ZnSO₄) содержится в 50 г 2%-ного раствора. Масса вещества в растворе находится по формуле:
Масса вещества = Масса раствора · Массовая доля вещества / 100%

Для сульфата цинка:
m(ZnSO₄) = 50 г · 2% / 100% = 50 · 0,02 = 1 г

Аналогично, рассчитаем массу чистого гидроксида калия (KOH) в 40 г 8%-ного раствора:
m(KOH) = 40 г · 8% / 100% = 40 · 0,08 = 3,2 г

2. Расчет количества вещества (моль) каждого реагента.

Для проведения химических расчетов необходимо перевести массы веществ в моли, используя их молярные массы.
Молярная масса ZnSO₄ = 65 (Zn) + 32 (S) + 4 · 16 (O) = 161 г/моль.

Количество вещества ZnSO₄:
n(ZnSO₄) = m/M = 1 г / 161 г/моль ≈ 0,006 моль

Молярная масса KOH = 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль.

Количество вещества KOH:
n(KOH) = m/M = 3,2 г / 56 г/моль ≈ 0,057 моль

3. Анализ первой реакции образования осадка и определение избытка/недостатка реагентов.

При смешивании сульфата цинка и гидроксида калия происходит реакция образования гидроксида цинка, который является нерастворимым соединением (осадком):
ZnSO₄ + 2KOH → Zn(OH)₂↓ + K₂SO₄

Согласно уравнению реакции, для взаимодействия 1 моль ZnSO₄ требуется 2 моль KOH. У нас есть 0,006 моль ZnSO₄. Для полного взаимодействия с этим количеством ZnSO₄ потребуется:
n(KOH) требуемое = 0,006 моль ZnSO₄ · 2 моль KOH / 1 моль ZnSO₄ = 0,012 моль KOH.

Фактически у нас имеется 0,057 моль KOH. Сравнивая требуемое количество KOH (0,012 моль) с имеющимся (0,057 моль), видно, что гидроксид калия находится в значительном избытке (0,057 — 0,012 = 0,045 моль KOH в избытке). Сульфат цинка, соответственно, является реагентом в недостатке.

Таким образом, осадок гидроксида цинка Zn(OH)₂ образуется.

4. Анализ возможности растворения осадка в избытке реагента.

Гидроксид цинка Zn(OH)₂ является амфотерным соединением, то есть он способен реагировать как с кислотами, так и с сильными основаниями (щелочами). Поскольку гидроксид калия находится в значительном избытке, образовавшийся осадок гидроксида цинка будет реагировать с этим избытком щелочи, образуя растворимый комплексный тетрагидроксоцинкат калия:
Zn(OH)₂ + 2KOH → K₂Zn(OH)₄

Поскольку избыток KOH (0,045 моль) более чем достаточен для растворения всего образовавшегося Zn(OH)₂ (для растворения 0,006 моль Zn(OH)₂ требуется 0,006 * 2 = 0,012 моль KOH), весь осадок растворится.

Вывод:
При добавлении 50 г 2%-ного раствора сульфата цинка к 40 г 8%-ного раствора гидроксида калия осадок гидроксида цинка образуется сначала, но затем полностью растворяется в избытке гидроксида калия, образуя растворимый комплекс. В конечном итоге видимого осадка не будет.