Как изменится масса цинковой пластинки после ее участия в реакции с добавленными в раствор твердым гидроксидом калия

Для решения этой задачи нам потребуется уяснить, в какую реакцию вступает цинковая пластинка и какие продукты образуются в результате этой реакции.

Цинковая пластинка вступает в реакцию с гидроксидом калия и сернистым газом. В реакции образуются гидроксид цинка (Zn(OH)2) и сернокислый калий (K2SO3).

Строение гидроксида цинка (Zn(OH)2):
\[Zn(OH)_2 = Zn^{2+} + 2OH^-\]
Из электрохимических таблиц известно, что стандартный электродный потенциал окисления цинка равен -0,76 В, а стандартный электродный потенциал восстановления воды до гидроксида составляет -0,83 В. Следовательно, реакция происходит с отрицательным приращением электродного потенциала, что говорит о ее спонтанности. Таким образом, протекание этой реакции на пластинке цинка приведет к ее окислению до ионов цинка и образованию гидроксида цинка.

Важно отметить, что масса продуктов реакции равна сумме масс исходных веществ:

\[m_{\text{пластинки цинка}} + m_{\text{гидроксида калия}} + m_{\text{сернистого газа}} = m_{\text{гидроксида цинка}} + m_{\text{сернокислого калия}}\]

Начнем с расчета массы гидроксида цинка. Поскольку массовые доли солей в растворе стали одинаковыми, у нас есть 500 г 35,2%-го раствора сульфата железа (III). Массовая доля сульфата железа (III) в данном растворе составляет 35,2%, а значит массовая доля гидроксида цинка также будет 35,2%. Следовательно:

\[m_{\text{гидроксида цинка}} = 0,352 \cdot 500 \, \text{г} = 176 \, \text{г}\]

Теперь найдем массу сернокислого калия. В реакции образуется 1 моль гидроксида цинка и 1 моль сернокислого калия. Молярная масса сернокислого калия (K2SO3) равна 158,27 г/моль. Исходя из этого, мы можем рассчитать массу сернокислого калия следующим образом:

\[m_{\text{сернокислого калия}} = \frac{m_{\text{гидроксида цинка}}}{\text{молярная масса}(\text{K2SO3})} \cdot \text{молярная масса}(\text{K2SO3})\]

Подставляя значения, получим:

\[m_{\text{сернокислого калия}} = \frac{176 \, \text{г}}{158,27 \, \text{г/моль}} \cdot 158,27 \, \text{г/моль} = 176 \, \text{г}\]

Теперь мы знаем массы гидроксида цинка и сернокислого калия. Осталось найти массу цинковой пластинки после реакции. Из условия задачи известно, что исходно цинковая пластинка имела массу 283 г. Поскольку на пластинке цинка происходит реакция, она участвует в образовании гидроксида цинка. Мы знаем, что массовое соотношение гидроксида цинка и цинка составляет 1:1, поэтому итоговая масса пластинки цинка будет:

\[m_{\text{итоговая масса пластинки цинка}} = m_{\text{пластинки цинка}} - m_{\text{гидроксида цинка}}\]

Подставив значения, получим:

\[m_{\text{итоговая масса пластинки цинка}} = 283 \, \text{г} - 176 \, \text{г} = 107 \, \text{г}\]

Итак, итоговая масса пластинки цинка после окончания реакции будет составлять 107 г.