К раствору, полученному после электролиза 120 г 3,9%-го раствора сульфида натрия, добавили 2,87 г цинкового купороса (ZnSO4⋅7H2O). Определите, сколько грамм 10%-ой соляной кислоты нужно прилить к образовавшемуся раствору, чтобы выпала максимально возможная масса осадка.
Составим уравнения реакций:
Na2S + 2H2O = 2NaOH + H2 + S
4NaOH + ZnSO4 = Na2[Zn(OH)4] + Na2SO4
m(Na2S) = 120 ⋅ 0,039 = 4,68 г
n(Na2S) = 4,68 : 78 = 0,06 моль
n(NaOH) = 2n(Na2S) = 0,12 моль
n(ZnSO4) = n(ZnSO4⋅7H2O) = 2,87 : 287 = 0,01 моль
Видно, что гидроксид натрия в большом избытке, поэтому вторая реакция действительно
протекает с образованием комплексной соли. Максимальная масса осадка выпадет при
нейтрализации остатка гидроксида натрия и частичном разрушении комплекса:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na2[Zn(OH)4] + 2HCl = 2NaCl + Zn(OH)2 + 2H2O
n(NaOHост.) = 0,12 – 0,01 ⋅ 4 = 0,08 моль
n(Na2[Zn(OH)4]) = n(ZnSO4) = 0,01 моль
n(HCl) = 2n(Na2[Zn(OH)4]) + n(NaOHост.) = 0,02 + 0,08 = 0,1 моль
m(HCl) = 0,1 ⋅ 36,5 = 3,65 г
mр-ра(HCl) = 3,65 : 0,1 = 36,5 г
Ответ: 36,5 г