Смесь хлоридов кобальта (III), цинка и аммония массой 15 г обработали избытком горячего раствора щёлочи. При этом выделилось 3,2 дм3 газа измеренного при 90 0С и 105,6 кПа и выпал осадок, который после отделения прокалили до постоянной массы, которая составила 3,005 г. Определи: а) массовую долю (%) хлорида аммония в смеси; б) массовую долю (%) хлорида цинка в смеси.
Из уравнений видно, что хлорид кобальта превращается в гидроксид кобальта (III), хлорид цинка в гидроксид цинка, а хлорид аммония в аммиак и хлорид натрия (NaCl).
Объем газа можно перевести в условия стандартного состояния: V = 3,2 * (105,6/101,3) = 3,338 моль. Так как газ - аммиак NH3, то из уравнения реакции видно, что по одному молекуле аммиака образуется один молекула воды. Следовательно, масса NH4Cl составляет 3,005 г. Молярная масса NH4Cl = 53,49 г/моль (N-14, H-1, Cl - 35,5). Тогда молей NH4Cl = 3,005/53,49 = 0,0563 моль. По условию смесь весит 15 г, следовательно масса остальной части смеси равна 15 - 3,005 = 11,995 г. Молярная масса ZnCl2 = 136,3 г/моль, молярная масса CoCl3 = 165,30 г/моль (Zn-65,3, Co - 58,9). Тогда количество молей ZnCl2 и CoCl3 равны:
а) Рассмотрим реакцию, происходящую при обработке смеси хлоридов горячей щелочью:
CoCl3 + 3NaOH = Co(OH)3 + 3NaCl
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2NaCl
NH4Cl + NaOH = NH4OH + NaCl
Из уравнений видно, что хлорид кобальта превращается в гидроксид кобальта (III), хлорид цинка в гидроксид цинка, а хлорид аммония в аммиак и хлорид натрия (NaCl).
Объем газа можно перевести в условия стандартного состояния: V = 3,2 * (105,6/101,3) = 3,338 моль. Так как газ - аммиак NH3, то из уравнения реакции видно, что по одному молекуле аммиака образуется один молекула воды. Следовательно, масса NH4Cl составляет 3,005 г. Молярная масса NH4Cl = 53,49 г/моль (N-14, H-1, Cl - 35,5). Тогда молей NH4Cl = 3,005/53,49 = 0,0563 моль. По условию смесь весит 15 г, следовательно масса остальной части смеси равна 15 - 3,005 = 11,995 г. Молярная масса ZnCl2 = 136,3 г/моль, молярная масса CoCl3 = 165,30 г/моль (Zn-65,3, Co - 58,9). Тогда количество молей ZnCl2 и CoCl3 равны:
m1 = 11,995/(136,3 + 165,30) = 0,0465 моль
m2 = 0,0563 - m1 = 0,0563 - 0,0465 = 0,0098 моль
Теперь рассчитаем массовую долю хлорида аммония в смеси:
X(NH4Cl) = m1 53,49 / 15 100% = 16,51%
б) Массовая доля хлорида цинка в смеси равна:
X(ZnCl2) = m1 / 11,995 * 100% = 38,75%