34.07 Растворимость и кристаллогидраты

Уравнения реакций:

1) Mg + ZnSO₄ = Zn + MgSO₄

2) Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

3) MgSO₄ + 2NaOH = Mg(OH)₂ + Na₂SO₄

n(ZnSO₄*7H₂O) = m/M = 28,7/287 = 0,1 моль

n(ZnSO₄*7H₂O) = n(ZnSO₄) = 0,1 моль

n(MgSO₄) = m/M = 7,2/24 = 0,3 моль

Так как коэффициенты в уравнении 1 у этих солей равны, то видно, что ZnSO₄ в недостатке (0,1 моль меньше 0,3), значит считаем по этой соли.

n(Zn)=n(MgSO₄)=n(ZnSO₄) = 0,1 моль

Далее находим количество вещества прореагировавшего гидрокисда натрия в обеих реакциях и общую массу.

n₂(NaOH) = 2*0,1 = 0,2моль

n₃(NaOH) = 2*0,1 = 0,2 моль

n_сумм(NaOH) = 0,2 + 0,2 = 0,4 моль

m(NaOH) = 0,4*40 = 16г - масса вступившего в реакцию гидроксида натрия

Найдём изначальную массу гидроксида натрия и сколько в итоге осталось в растворе

m_изн(NaOH) = m_р-ра/w = 120/0,3 = 36г

m_ост(NaOH) = 36 - 16 = 20г - масса непрореагировавшего гидроксида натрия 

Найдём массу конечного раствора

m(р-ра) = m_р-ра(ZnSO₄*7H₂O) + m(Mg)_{прореаг} + m(р-ра NaOH) - m(H₂) - m(Mg(OH)₂)

m_р-ра(ZnSO₄*7H₂O) = n(ZnSO₄)*M(ZnSO₄)/w = 0,1*161/0,1 = 161г

m(Mg)_{прореаг} = 0,1*24 = 2,4г

m(H₂) = 0,1*2 = 0,2г

m(Mg(OH)₂) = 0,1*58 = 5,8г

m(р-ра) = 161 + 2,4 + 120 - 0,2 - 5,8 = 277,4г

Находим массовую долю гидроксида натрия в конечном растворе 

w(NaOH) = m_ост(NaOH)/m(р-ра) * 100% = 20/277,4 * 100% = 7,2%

Ответ: w(NaOH) = 7,2%