Номер 362, страница 68 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

362. Гидроксид цинка реагирует как с соляной кислотой, так и с гидроксидом натрия. Рассчитайте массовую долю цинка в соединениях, которые образуются в результате этих реакций.

Гидроксид цинка ($Zn(OH)_2$) является амфотерным соединением, что означает его способность реагировать как с кислотами, так и со щелочами. Для расчета массовой доли цинка необходимо сначала определить продукты реакций, а затем вычислить их молекулярные массы.

Дано:

Относительные атомные массы (из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева):
$Ar(Zn) = 65$
$Ar(Cl) = 35,5$
$Ar(Na) = 23$
$Ar(O) = 16$
$Ar(H) = 1$

Найти:

$\omega(Zn)$ в продукте реакции $Zn(OH)_2$ с $HCl$
$\omega(Zn)$ в продукте реакции $Zn(OH)_2$ с $NaOH$

Решение:

1. Реакция гидроксида цинка с соляной кислотой

При взаимодействии с кислотой гидроксид цинка проявляет основные свойства, образуя соль и воду. Уравнение реакции:

$Zn(OH)_2 + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + 2H_2O$

Продукт, содержащий цинк, — хлорид цинка ($ZnCl_2$).

Массовая доля элемента в соединении рассчитывается по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{соединения})} \cdot 100\%$

где $n$ — количество атомов элемента, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr$ — относительная молекулярная масса соединения.

Рассчитаем относительную молекулярную массу хлорида цинка:

$Mr(ZnCl_2) = Ar(Zn) + 2 \cdot Ar(Cl) = 65 + 2 \cdot 35,5 = 65 + 71 = 136$

Теперь рассчитаем массовую долю цинка в $ZnCl_2$:

$\omega(Zn) = \frac{Ar(Zn)}{Mr(ZnCl_2)} = \frac{65}{136} \approx 0,4779$

Переведем в проценты: $0,4779 \cdot 100\% = 47,79\%$

Ответ: массовая доля цинка в хлориде цинка ($ZnCl_2$) составляет 47,79%.

2. Реакция гидроксида цинка с гидроксидом натрия

При взаимодействии со щелочью гидроксид цинка проявляет кислотные свойства, образуя комплексную соль. Уравнение реакции:

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Продукт, содержащий цинк, — тетрагидроксоцинкат натрия ($Na_2[Zn(OH)_4]$).

Рассчитаем относительную молекулярную массу тетрагидроксоцинката натрия:

$Mr(Na_2[Zn(OH)_4]) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(Zn) + 4 \cdot Ar(O) + 4 \cdot Ar(H)$

$Mr(Na_2[Zn(OH)_4]) = 2 \cdot 23 + 65 + 4 \cdot 16 + 4 \cdot 1 = 46 + 65 + 64 + 4 = 179$

Теперь рассчитаем массовую долю цинка в $Na_2[Zn(OH)_4]$:

$\omega(Zn) = \frac{Ar(Zn)}{Mr(Na_2[Zn(OH)_4])} = \frac{65}{179} \approx 0,3631$

Переведем в проценты: $0,3631 \cdot 100\% = 36,31\%$

Ответ: массовая доля цинка в тетрагидроксоцинкате натрия ($Na_2[Zn(OH)_4]$) составляет 36,31%.