Какова массовая доля гидроксида натрия в конечном растворе после добавления 80 г 30% раствора гидроксида натрия

Для решения этой задачи нам необходимо воспользоваться химической реакцией между гидроксидом натрия и хлоридом цинка. Реакция выглядит следующим образом:

\[ZnCl_{2} + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_{2} + 2NaCl\]

Таким образом, каждый молекулы хлорида цинка реагирует с двумя молекулами гидроксида натрия, образуя молекулы гидроксида цинка и хлорида натрия.

Для начала, определим количество моль гидроксида натрия, растворенного в 80 г 30% растворе. Для этого воспользуемся формулой:

\[моль = \frac{масса}{молярная\ масса}\]

Молярная масса гидроксида натрия равна 40 г/моль, так как массовое число натрия равно 23 г/моль, а массовое число кислорода равно 16 г/моль, и к ним добавляется массовое число водорода (1 г/моль). Поэтому:

\[моль\ гидроксида\ натрия = \frac{80}{40} = 2\ моль\]

Теперь определим количество моль хлорида цинка и нитрата серебра в твердой смеси. Масса твердой смеси составляет 47.6 г.

Для начала, определим массовую долю нитрата серебра в твердой смеси. Молярная масса нитрата серебра равна:

\[107.87\ г/моль\ (массовое\ число\ серебра)\ +\ 14.01\ г/моль\ (массовое\ число\ азота)\ +\ 3\ 16\ г/моль\ (массовое\ число\ кислорода) = 169.87\ г/моль\]

Теперь, чтобы выразить массовую долю нитрата серебра в твердой смеси, мы можем использовать формулу:

\[массовая\ доля\ нитрата\ серебра = \frac{масса\ нитрата\ серебра}{масса\ твердой\ смеси}\]

\[масса\ нитрата\ серебра = 169.87\ г/моль \times \frac{моль\ нитрата\ серебра}{моль}\]

Сначала найдем моль нитрата серебра. Массовая доля нитрата серебра в твердой смеси составляет 2 моль/масса твердой смеси. Следовательно:

\[моль\ нитрата\ серебра = 2\ моль \times \frac{47.6\ г}{169.87\ г/моль}\]

Округлим до 2 знаков после запятой:

\[моль\ нитрата\ серебра \approx 0.66\ моль\]

Теперь, чтобы определить массу нитрата серебра в твердой смеси, мы можем использовать формулу:

\[масса\ нитрата\ серебра = моль\ нитрата\ серебра \times молярная\ масса\ нитрата\ серебра\]

\[масса\ нитрата\ серебра = 0.66\ моль \times 169.87\ г/моль\]

Округлим до 2 знаков после запятой:

\[масса\ нитрата\ серебра \approx 112.13\ г\]

Теперь определим количество моль хлорида цинка. Для этого воспользуемся формулой:

\[моль\ хлорида\ цинка = \frac{масса\ хлорида\ цинка}{молярная\ масса\ хлорида\ цинка}\]

Молярная масса хлорида цинка равна:

\[65.38\ г/моль\ (массовое\ число\ цинка)\ +\ 2\ 35.45\ г/моль\ (массовое\ число\ хлора\ умножается\ на\ 2)\ =\ 136.28\ г/моль\]

Теперь мы можем использовать эту формулу для определения количества моль хлорида цинка:

\[моль\ хлорида\ цинка = \frac{47.6\ г}{136.28\ г/моль}\]

Округлим до 2 знаков после запятой:

\[моль\ хлорида\ цинка \approx 0.35\ моль\]

Итак, мы нашли количество моль гидроксида натрия (2 моль) и количество моль хлорида цинка (0.35 моль). Теперь мы можем рассчитать количество моль гидроксида натрия, реагирующего с хлоридом цинка в соответствии с уравнением реакции:

\[2\ моль\ гидроксида\ натрия \xrightarrow{1\ моль\ хлорида\ цинка} 0.35\ моль\ гидроксида\ натрия\]

Используя пропорцию между мольными соотношениями, мы можем определить количество моль гидроксида натрия, реагирующего с хлоридом цинка:

\[гидроксид\ натрия\ (моль) = 2\ моль\ гидроксида\ натрия \times \frac{0.35\ моль\ гидроксида\ натрия}{1\ моль\ хлорида\ цинка}\]

Округлим до 2 знаков после запятой:

\[гидроксид\ натрия\ (моль) \approx 0.70\ моль\ гидроксида\ натрия\]

Теперь, чтобы определить массовую долю гидроксида натрия в конечном растворе, мы можем использовать формулу:

\[массовая\ доля\ гидроксида\ натрия = \frac{масса\ гидроксида\ натрия}{масса\ конечного\ раствора}\]

Масса конечного раствора можно получить как сумму массы гидроксида натрия и массы воды:

\[масса\ конечного\ раствора = 80\ г\ +\ 200\ г = 280\ г\]

Теперь мы можем определить массовую долю гидроксида натрия:

\[массовая\ доля\ гидроксида\ натрия = \frac{2\ моль\ гидроксида\ натрия \times 40\ г/моль}{280\ г}\]

Округлим до 2 знаков после запятой:

\[массовая\ доля\ гидроксида\ натрия \approx 0.29\]

Таким образом, массовая доля гидроксида натрия в конечном растворе после добавления 80 г 30% раствора гидроксида натрия к твердой смеси хлорида цинка и нитрата серебра будет примерно равна 0.29 или 29%.