34.07 Смеси

При разложении нитрата цинка (соли амфотерного металла) образуются оксид цинка, бурый газ – диоксид азота (IV) и кислород:

2Zn(NO₃)₂ → 2ZnO + 4NO₂↑ + O₂↑ (нагревание)

Поскольку в условии задачи речь идет о полном растворении остатка, состоящего из оксида и нитрата цинка, то в итоге образуется комплексная соль цинка – тетрагидроксоцинкат натрия:

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

Zn(NO₃)₂ + 4NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] + 2NaNO₃

Вычислим количество смеси газов – NO₂ и O₂:

ν(NO₂ + O₂) = 5,6 л/22,4 л/моль = 0,25 (моль)

По уравнению реакции ν(ZnO) = 2/5ν(NO₂ + O₂) = 2/5 · 0,25 моль = 0,1 (моль)

m(ZnO) = 81 г/моль · 0,1 моль = 8,1 (г)

Вычисли массу и количество вещества оставшегося нитрата цинка:

m_ост.(Zn(NO₃)₂) = 64,8 г – 8,1 г = 56,7 (г)

 ν_ост.(Zn(NO₃)₂) = 56,7 г/189 г/моль = 0,3 (моль)

По уравнениям реакции взаимодействия оксида цинка и нитрата цинка со щелочью, количество вещества и масса гидроксида натрия равно:

ν(NaOH) = 0,1 моль · 2 + 0,3 моль · 4 = 1,4 (моль)

m(NaOH) = 1,4 моль · 40 г/моль = 56 (г)

Вычислим массу щелочного раствора:

m(р-ра NaOH) = 56 г/0,28 = 200 (г)

Вычислим количество вещества и массу нитрата натрия:

ν(NaNO₃) = 2ν_ост.(Zn(NO₃)₂) = 2 · 0,3 моль = 0,6 (моль)

m(NaNO₃) = 0,6 моль · 85 г/моль = 51 (г)

Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю нитрата натрия в нем:

m(р-ра) = 64,8 г + 200 г = 264,8 (г)

ω(NaNO₃) = 51 г/264,8 г · 100% = 19,26%

Ответ: 19,26%