Цинк массой 32,5 г растворили в 200 г 40-процентного раствора серной кислоты. Затем к полученному раствору добавили 67,5 г насыщенного раствора сульфида калия. Вычислите массовые доли веществ в полученном растворе, учитывая что в условиях эксперимента растворимость сульфида калия составляет 25г/100г воды.

Давайте разберем задачу по шагам.

1. Найдем количество вещества цинка:
M(Cn) = 65.38 г/моль
m(Cn) = 32.5 г

n(Cn) = m(Cn) / M(Cn)
n(Cn) = 32.5 г / 65.38 г/моль
n(Cn) ≈ 0.496 моль

2. Найдем количество раствора серной кислоты:
m(H2SO4) = 40% от 200 г
m(H2SO4) = 0.4 × 200 г
m(H2SO4) = 80 г

3. Найдем количество серной кислоты:
M(H2SO4) = 98.09 г/моль

n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4)
n(H2SO4) = 80 г / 98.09 г/моль
n(H2SO4) ≈ 0.815 моль

4. Рассмотрим реакцию между цинком и серной кислотой:
Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2

M(Цн) = 65.38 г/моль
M(H2) = 2.02 г/моль
M(H2SO4) = 98.09 г/моль
M(ZnSO4) = 161.38 г/моль

Из уравнения реакции видно, что 1 моль Zn реагирует с 1 моль H2SO4, и образуется 1 моль ZnSO4 и 1 моль H2.

Так как n(Cn) < n(H2SO4), цинк будет полностью растворен в серной кислоте.

5. Рассмотрим добавление сульфида калия (К2S):
m(K2S) = 67.5 г
сульфид калия насышенный – 25 г/100г воды

n(K2S) = m(K2S) / M(K2S)
n(K2S) = 67.5 г / 110.26 г/моль
n(K2S) ≈ 0.612 моль

6. Рассмотрим реакцию между сульфидом калия и серной кислотой:
K2S + H2SO4 -> K2SO4 + H2S

M(K2S) = 110.26 г/моль
M(H2SO4) = 98.09 г/моль
M(K2SO4) = 174.26 г/моль
M(H2S) = 34.08 г/моль

Из уравнения реакции видно, что 1 моль K2S реагирует с 1 моль H2SO4, и образуется 1 моль K2SO4 и 1 моль H2S.

Так как n(K2S) < n(H2SO4), сульфид калия будет полностью реагировать с серной кислотой.

7. Найдем количество образовавшегося сульфида водорода (H2S):
n(H2S) = n(K2S) = 0.612 моль

8. Найдем массу образовавшегося сульфида водорода (H2S):
m(H2S) = n(H2S) × M(H2S)
m(H2S) = 0.612 моль × 34.08 г/моль
m(H2S) ≈ 20.867 г

9. Найдем массу полученного раствора:
m(раствор) = m(H2SO4) + m(K2S) + m(H2S)
m(раствор) = 80 г + 67.5 г + 20.867 г
m(раствор) ≈ 168.367 г

10. Найдем массовую долю цинка в полученном растворе:
массовая доля цинка = (m(Cn) / m(раствор)) × 100%
массовая доля цинка = (32.5 г / 168.367 г) × 100%
массовая доля цинка ≈ 19.31%

11. Найдем массовую долю серной кислоты в полученном растворе:
массовая доля серной кислоты = (m(H2SO4) / m(раствор)) × 100%
массовая доля серной кислоты = (80 г / 168.367 г) × 100%
массовая доля серной кислоты ≈ 47.58%

12. Найдем массовую долю сульфида водорода в полученном растворе:
массовая доля сульфида водорода = (m(H2S) / m(раствор)) × 100%
массовая доля сульфида водорода = (20.867 г / 168.367 г) × 100%
массовая доля сульфида водорода ≈ 12.38%

13. Найдем массовую долю воды в полученном растворе:
массовая доля воды = 100% - (массовая доля цинка + массовая доля серной кислоты + массовая доля сульфида водорода)
массовая доля воды = 100% - (19.31% + 47.58% + 12.38%)
массовая доля воды ≈ 20.73%

Таким образом, в полученном растворе массовая доля веществ составляет примерно:
- Цинк: 19.31%
- Серная кислота: 47.58%
- Сульфид водорода: 12.38%
- Вода: 20.73%