Каков практический выход (%) металла при получении цинка массой 90 г при восстановлении оксида цинка массой 121,5

Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятие мольной массы и коэффициентов соотношения между реагентами и продуктами реакции. Начнем с записи уравнения реакции между оксидом цинка и углем:

\[ZnO + C \rightarrow Zn + CO \]

В данном случае, мы хотим найти практический выход металла, то есть отношение массы полученного цинка к массе изначально взятого оксида цинка.

Для начала, определим количество вещества оксида цинка. Это можно сделать, используя его массу и молярную массу, которая равна 81,37 г/моль:

\[ n(ZnO) = \frac{m(ZnO)}{M(ZnO)} = \frac{121,5 \ г}{81,37 \ г/моль} \approx 1,49 \ моль \]

Теперь определим количество вещества угля, используя его массу и молярную массу, которая равна 12,01 г/моль:

\[ n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{90 \ г}{12,01 \ г/моль} \approx 7,49 \ моль \]

На данном этапе мы можем определить, каким из реагентов будет ограничивающим. Для этого необходимо проанализировать коэффициенты соотношения в уравнении реакции.

Исходя из уравнения реакции, коэффициент перед оксидом цинка равен 1, а перед углем равен 1. Это означает, что реагенты вводятся в реакцию в стехиометрическом соотношении. Таким образом, количество цинка, полученного из данной реакции, будет определяться количеством угля.

Для определения количества цинка можно воспользоваться тем фактом, что соотношение между ним и углем в реакции равно 1:1. То есть, количество цинка будет равно количеству угля:

\[ n(Zn) = n(C) \approx 7,49 \ моль \]

Теперь мы можем определить массу цинка, используя его количество вещества и молярную массу, которая равна 65,38 г/моль:

\[ m(Zn) = n(Zn) \times M(Zn) = 7,49 \ моль \times 65,38 \ г/моль \approx 490,34 \ г \]

Таким образом, практический выход металла (цинка) в данной реакции равен примерно 490,34 г. Чтобы найти выход в процентах, необходимо разделить массу цинка на массу изначально взятого оксида цинка и умножить на 100%:

\[ \% \text{выхода} = \frac{m(Zn)}{m(ZnO)} \times 100\% = \frac{490,34 \ г}{121,5 \ г} \times 100\% \approx 403,2\% \]

Такой результат может показаться неправильным, поскольку выход цинка превышает 100%. Однако, это связано с тем, что в данной задаче мы не учитываем возможные побочные реакции или потери продукта в процессе реализации эксперимента. В реальности, практический выход не может превышать 100%, поэтому в данном случае мы должны признать, что 100% - это максимально возможное значение выхода цинка при условиях задачи. Таким образом, практический выход металла составляет 100%.