На сколько преобразовался оксид цинка при восстановлении, если 70 см³ водорода пропустили через нагретый оксид цинка

Hrustal

66

Для решения этой задачи нам нужно выяснить, каким образом оксид цинка преобразуется при восстановлении и определить изменение его массы. Давайте разобъем задачу на несколько шагов.

Шаг 1: Найдем массу водорода, который реагировал с оксидом цинка.
Известно, что объем водорода составляет 70 см³. Поскольку мы знаем, что это при нормальных условиях (н.у.), мы можем использовать соотношение между объемом и количеством вещества газа: 1 моль газа при н.у. занимает объем 22,4 литра. Таким образом, мы можем вычислить количество молей водорода следующим образом:

\[ \text{количество молей водорода} = \frac{\text{объем водорода}}{\text{объем 1 моля водорода при н.у.}} = \frac{70 \, \text{см³}}{22,4 \, \text{л}} \times \frac{1 \, \text{л}}{1000 \, \text{см³}} = 0,003125 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Определим количество вещества гидроксида калия, содержащегося в растворе.
Мы знаем, что масса раствора гидроксида калия составляет 63,51 г, а его концентрация составляет 4,41%. Мы можем вычислить количество вещества гидроксида калия (в молях) следующим образом:

\[ \text{количество молей гидроксида калия} = \frac{\text{масса гидроксида калия}}{\text{молярная масса гидроксида калия}} = \frac{63,51 \, \text{г}}{\text{молярная масса гидроксида калия}} \]

Шаг 3: Определим количество молей оксида цинка, которое преобразуется при реакции.
Поскольку водород и гидроксид калия реагируют с оксидом цинка согласно уравнению реакции, мы можем использовать их коэффициенты в уравнении реакции, чтобы определить соотношение между исходными и конечными веществами.

Уравнение реакции:

\[ \text{ZnO + H2 -> Zn + H2O} \]

Из уравнения видно, что соотношение между оксидом цинка и водородом составляет 1:1. Следовательно, количество молей оксида цинка, преобразовавшегося при реакции, будет равно количеству молей водорода. Таким образом:

\[ \text{количество молей оксида цинка} = 0,003125 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Найдем массу оксида цинка.
Известно, что масса оксида цинка равна массе раствора минус масса гидроксида калия. Таким образом:

\[ \text{масса оксида цинка} = \text{масса раствора} - \text{масса гидроксида калия} = 63,51 \, \text{г} - (\text{количество молей гидроксида калия} \times \text{молярная масса гидроксида калия}) \]

Теперь у нас есть все необходимые данные для решения задачи. Мы определили количество молей оксида цинка (0,003125 моль) и массу оксида цинка. Вычислим массу оксида цинка:

\[ \text{масса оксида цинка} = 63,51 \, \text{г} - (0,003125 \, \text{моль} \times \text{молярная масса гидроксида калия}) \]

Чтобы узнать на сколько преобразовался оксид цинка, нужно вычислить разницу между исходной и конечной массами оксида цинка. Следующим шагом нужно найти массу оксида цинка после восстановления: