Решение химических задач на пластинку

МОУ «Серебряно-Прудская средняя общеобразовательная школа

имени маршала В.И.Чуйкова»

Решение  задач

на  пластинку

учитель  химии

Фурсова  Е.И.

          Задачи     на      пластинку.

         Данные  задачи  можно  отнести  к  группе  задач,  связанных  с  положением  металлов  в  электрохимическом  ряду  напряжений  металлов.

          Ряд  стандартных  потенциалов  (или  электрохимический напряжений)  отражает  восстановительную  способность  металлов,  или  активность  металлов  в  реакциях,  протекающих  в  растворах.  Чем  левее  в  этом  ряду  находится  металл,  тем  более  сильные  восстановительные  свойства  он  проявляет  в  окислительно-восстановительных  реакциях.  Поэтому  каждый  металл  вытесняет (восстанавливает) из  растворов солей  все  металлы, находящиеся  левее  него  в  ряду  напряжений,  а  металлы, находящиеся   в  этом  ряду  правее  водорода,  вытесняют  его  из  растворов  кислот  (кроме  концентрированной  серной  или  азотной  кислоты  любой  концентрации).

          Однако  эти  правила действуют  только  в  тех  случаях,  если  в  результате  реакции  образуется  растворимая  соль,  и  не  распространяется  на  щёлочноземельные  и  щелочные  металлы,  которые  активно  взаимодействуют  с  водой  и  поэтому  не  реагируют  с  солью,   находящейся  в  растворе.

           Решая  задачи,  связанные  с  этим  типом  реакций,  важно  понимать,  что  реакции  металлов  с солями  являются  окислительно-восстановительными  и протекают  на  поверхности  металла, погруженного  в  раствор  соли,  а  выделяющийся  в  результате  реакции металл  осаждается  на  данной  поверхности.  При  этом  происходит  изменение  массы  образца  металла,  однако  нужно  помнить,  что  оно  является  результатом   действия   двух  процессов:

         1) уменьшения  массы  вследствие  перехода  части  металла  в раствор  в  результате  его  окисления;

          2) увеличения  массы  за  счёт  массы  восстановленного  металла, выделившегося  на  поверхности  образца.

           Например,  если  в  раствор  соли  меди  поместить  железную  пластинку:

                                               Fe⁰  +  Cu²⁺  =  Cu⁰  +  Fe²⁺      ,

то  изменение  её  массы  будет  происходить  следующим  образом:                                            

                      m(пластинки) после  реакции   =   m(пластинки) до  реакции  –  m(Fe) +  m(Cu),

      где  m(Fe) –масса  железа,  вступившего  в  реакцию,

              m(Cu) –масса  меди,  выделившейся  в  ходе  реакции.

                                         Решение  задач  на  пластинку.

Задача  1.

        В  раствор  хлорида  меди(II)  поместили  железную  пластинку  массой  40г.  Через  некоторое  время  пластинки  стала  равна  41,6 г.   Какая  масса  меди  выделилась  на  пластинке?

      Дано:                                                                  Решение:

m₁(пласт.) = 40г                          1.  Запишем  уравнение  реакции:

m₂(пласт.) = 41,6г                            Fe   +   CuCl₂   =   FeCl₂  +  Cu

   m(Cu) – ?                                  2.   Пусть количество  вещества  прореагировавшей  меди  равно

                                                        х моль.   Тогда  масса  выделившейся  меди  равна: 

                                                             m(Cu) = ν(Cu)• M(Cu) =  x моль• 64г/моль =  64х г

    3.   Согласно  уравнению  реакции:

                                                             ν (Сu)     1

                                                             ν (Fe)     1,    или ν (Cu)  =  ν(Fe)  = х моль.

   Следовательно,  масса  железа,  перешедшего  в  раствор,  равна:

                                                              m(Fe) =  ν (Fe) • M (Fe)  =  х моль• 56 г/моль = 56х г.

 4.  В  результате  происходящей   реакции  масса   пластинки  изменится  следующим  образом:

                  m₂(пласт.) = m₁(пласт.) – т(Fe) + m(Cu),    или      41,6г = 40г – 56х г + 64х г.

  5.  Решая  уравнение,  находим, что  х = 0,2моль.     Определим  массу  выделившейся  меди:

                                 m(Cu) =  ν (Cu) • M (Cu)  =  0,2 моль• 64 г/моль = 12,8 г.

                    Ответ:     m(Cu) = 12,8 г

Задача 2.

        В  136г   25%-ного  раствора  нитрата  серебра  поместили  медную  пластинку  массой  15г.  Через  некоторое  время  пластинку  вынули  из  раствора, высушили  и   взвесили.  Её  масса оказалась  равной  22,6г.  Какова  массовая  доля  нитрата  серебра  в  растворе  после  реакции?

Дано:                                                                       Решение:

m(AgNO₃) = 136г                        1.  Запишем  уравнение  реакции:

ω(AgNO₃) = 25%

m₁(пласт.) = 15г                                           Cu + 2AgNO₃  =  Cu(NO₃)₂  +2Ag

m₂(пласт.) = 22,6г

                                                      2.  Найдём  массу  нитрата серебра, содержащегося  в  исходном 

ω(AgNO₃) –?                                        растворе:                       m(AgNO₃) • ω(AgNO₃)         136г•25%  

                                                                                m(AgNO₃) =               100%                =        100%       =34г

3.      Пусть  количество  вещества  меди,  вступившей  в  реакцию с  раствором  АgNO₃,  равно  х моль.    

    Тогда  масса  прореагировавшей  меди  составит:

                                               m(Cu) =  ν(Cu) • M(Cu)  =  х моль• 64 г/моль = 64х  г.

4.   Согласно  уравнению  реакции:

                                           ν(Ag)       2                             ν(Cu)•2 

                                           ν(Cu) =   1,    или ν(Ag)  =       1       =  2ν(Cu)  = 2х моль.

        Масса  выделившегося  серебра  будет  равна:

                                           m(Ag) =  ν(Ag) • M(Ag)  = 2x моль• 108 г/моль = 216x г.

5.   Масса  пластинки  изменится  следующим  образом:

                                          m₂(пласт) = т₁(пласт) + т(Аg) – m(Cu),  или

                                                      22,6г = 15г +  216 х г – 64 х г   

       Решая  уравнение,  находим,  что х =  ν(Cu) = 0,05моль.

6.      Найдём  массу  прореагировавшего  нитрата  серебра.   Согласно  уравнению  реакции:

                         ν(AgNO₃)_{прореаг}        2                                                             ν(Cu)•2 

                                ν (Cu)          =  1,  следовательно,  ν(AgNO₃)_{прореаг} =      1      =0,05моль•2= 0,1моль;

                                        m(AgNO₃)_{прореаг} =  ν(AgNO₃)_{прореаг} • M(AgNO₃) = 0,1моль• 170 г/моль = 17 г.

7.  Найдём  массу  нитрата  серебра,  оставшегося  в  растворе:

                                  m(AgNO₃)_ост =  ν(AgNO₃)_исх  –  m(AgNO₃)_{прореаг} =  34г – 17г =17г.

8. Вычислим  массу  раствора  после  реакции.  Для  этого  найдём  массу,  на  которую  увеличилась

    масса  пластинки:

                                       ∆m =  m₂(пласт.)  –  m₁(пласт.) = 22,6г – 15г = 7,6 г.

      Если  масса  пластинки  увеличилась  на  7,6г,  то, согласно  закону  сохранения  массы  веществ,

       масса  раствора  уменьшилась  на  такую  же  величину.  Следовательно:  

                                                   m_р-ра2(AgNO₃)  =  m_р-ра1(AgNO₃) – 7,6г  = 136г – 7,6г  = 128,4г.

9.             Находим  массовую  долю  нитрата  серебра  в  растворе  после   реакции:

                                                               m(AgNO₃)_ост                             17г

                              ω(AgNO₃) =   m_р-ра2(AgNO₃)  •100% = 128,4г •100%  =13,2 %.

                      Ответ:  ω(AgNO₃)  =  13,2 %.

Задача  3.

   В  раствор  хлорида  олова(II)  массой  380г  внесли кусочек  цинка. После  реакции  масса  кусочка металла  увеличилась  на  5,4г.  Вычислите  массовую  долю  хлорида  цинка  в  растворе  после  реакции.

 Дано:                                                                       Решение:

m_{исх.р-ра}(SnCl₂) = 380г                   1.  Запишем  уравнение  реакции:

∆m =5,4г                                            

                                                                   Zn +  SnCl₂ = ZnCl₂  +  Sn

ω(SnCl₂) –?                                                      

                                                       2.   Пусть  количество  вещества  вступившего  в  реакцию  цинка 

                                                          будет  x моль.  Тогда  его  масса  будет  равна:

                                                           m(Zn) =  ν (Zn) • M (Zn)  =  х моль• 65 г/моль = 65х  г.

3.  В  соответствии  с  уравнением  реакции:

                                        ν (Sn)      1                             

                  ν (Zn) =   1,    следовательно,       ν(Sn)  =  ν (Zn) =  х моль.

        Масса  выделившегося  олова  будет  равна:

                                                        m(Sn) =  ν(Sn) • M(Sn)  =  х моль• 119 г/моль = 119х  г.

4.      Обозначим  исходную  массу  кусочка  цинка  m₀ .  Тогда,  согласно  условию задачи,  масса  металла  изменится  следующим  образом: 

                                                             m₀   =  m(Sn) – т(Zn)  =  m₀ + 5,4 г.

     Подставив  полученные  выражения  и  известные  величины  в  данное  уравнение,  получим:     

                            m₀  + 119 x – 65 x   =  m₀ + 5,4 г,   или     119 x – 65 x  =  5,4 г.

     Решая  уравнение,  найдём  неизвестную  величину:  x =0,1моль.

 5.   По  уравнению  реакции определим  количество  вещества  и  массу  образовавшегося  хлорида 

     цинка:

                                ν (ZnCl₂)        1                             

                                  ν (Zn)     =   1,    следовательно,     ν(ZnCl₂)  =  ν (Zn) =  0,1 моль.

                                m(ZnCl₂) =  ν(ZnCl₂) • M (ZnCl₂)  = 0,1 моль• 136 г/моль = 13,6 х  г.

6.      По  условию  задачи  масса  кусочка  цинка  увеличилась  на  5,4 г.  Согласно  закону  сохранения

      массы  веществ,  масса  раствора  уменьшилась  на  такую  же  величину.  Следовательно:

                                   m_{кон.р-ра}(SnCl₂) = m_{исх.р-ра}(SnCl₂) –  5,4 г  =  380 г –  5,4 г  = 374,6 г.

  7.  Найдём  массовую  долю  хлорида  цинка  в  растворе:

                                                                      m(ZnCl₂)                        13,6 г

                                           ω(ZnCl₂) =   m_{кон.р-ра}  •100% =374,6 г •100%  = 3,6 %.

           Ответ:  ω(ZnCl₂)  =  3,6 %.

Задача  4.

     В  раствор  хлорида  кобальта(II)  массой  380 г  с  массовой  долей  соли  40 %  поместили кусочек  неизвестного  металла (М). Через  некоторое  время  вынули  из  раствора,  высушили  и  взвесили,  его  масса  увеличилась  на  14 г. Массовая  доля  хлорида  кобальта  в  растворе  после  реакции  стала  равной  8,75 %.  Определите  неизвестный  металл,  если  известно,   что  в  образовавшемся  оксиде  он  имеет  степень  окисления +2.

 Дано:                                                                       Решение:

m_.р-ра1(CoCl₂) = 380г                   1.  Запишем  уравнение  реакции:

ω₁(СoCl₂) = 40%

ω₂(СoCl₂) = 8,75%                             M +  CoCl₂  =  MCl₂  +  Co

∆m(M) = 14г                                2.  Вычислим  массу  и  количество  вещества  хлорида  кобальта  в 

                                                         исходном  растворе: 

M  – ?                                                                                                                                                  

                     m_р-ра1(СоСl₂)_ост  • ω(СoCl₂)         162,5 г • 40% 

  m(CoCl₂) =                    100%                   =       100%           =  65 г,

                        m₁(СоСl₂)           65 г

ν₁(CoCl₂) =    M(СоСl₂)   =  130 г/моль   =  0,5моль.

3.      Найдём  массу  раствора  по  окончании  реакции.  Масса  металла  увеличилась  на  14г,  поэтому 

   на  столько  же  в  соответствии  с   законом  сохранения  массы  веществ уменьшилась  масса

   раствора:

                             m_р-ра2(CoCl₂) = m_р-ра1(CoCl₂)  –  14г  = 162,5г – 14г  = 148,5г.

4.      Вычислим  массу  и  количество  вещества  хлорида  кобальта(II)  по  окончании  реакции:

                                                   m₂(СоСl₂)             13г

                             ν₂(CoCl₂) =    M(СоСl₂)   =  130 г/моль   =  0,1моль.

5.      Найдём  массу  и  количество  вещества  хлорида  кобальта(II),  вступившего  в  реакцию  с 

    неизвестным  металлом:

                                           ν(CoCl₂) = ν₁(CoCl₂)  –  ν₂(CoCl₂)  =0,5моль  –  0,1моль  = 0,4моль.

 6. Найдём  массу  кобальта,  выделившегося  в  результате  реакции: 

                                                      m(Co)  = ν(Co) •  M(Co) =  0,4моль •  59г/моль  = 23,6г.

6.      По  условию  задачи  масса  образца  металла  увеличилась  на 14г.  Это  является  результатом 

   двух  процессов:  растворения  неизвестного  металла  и  осаждения  кобальта  на  поверхности   

    образца.  Таким  образом  получим  выражение:

                                             т_исх.  – т(М) + т(Со)  =  т_исх. + 14г,    или   m(Со) –  т(М) =14 г.

       Зная  массу  выделившегося  кобальта,  найдём  массу   прореагировавшего  металла:

                                                          т(М)  =  т(Со) – 14г  =  23,6 г – 14 г  =  9,6 г

   8.  Зная  количество  вещества  прореагировавшего  металла,  вычислим  его  молярную  массу:

                                                                т(М)           9,6г                             

                                                М(М)  =  ν (М)   =  0,4моль  = 24г  

     9.   По Периодической  системе  Д.И.Менделеева  определим,  что  металл  – магний.

 Ответ:  Mg.  

Задача  5.

        Кусочек  марганца  поместили  в  257,4 г  раствора  хлорида  неизвестного  металла (М), проявляющего  в  соединении  степень  окисления  +2.  По  окончании реакции  масса  образца  увеличилась  на  5,4г,  а  массовая  доля  хлорида  марганца(II)  в  растворе  составила 30%. Определите  неизвестный  металл.

Дано:                                                                       Решение:

m_.р-ра(МCl₂) = 257,4г                   1.  Запишем  уравнение  реакции:

ω(MnCl₂) = 30%                          

∆m(MnCl₂) = 14г                                            Mn + MCl₂  =  MnCl₂  +  M

                                                      2.  Вычислим  массу   раствора  по  окончании  реакции. Согласно 

M  – ?                                              закону  сохранения  массы  веществ,  увеличение  массы  образца

                                                        металла  на  5,4г  приведёт  к  уменьшению  массы   раствора  на

                                                        такую  же  величину.  Следовательно: 

                                                         m_р-ра(MnCl₂) = m_р-ра(MCl₂)  –  5,4г  = 257,4г – 5,4г  = 252г

 3. Зная  массовую  долю  хлорида  марганца(II)  в  растворе,

                                            m_р-ра(MnСl₂)  • ω(MnCl₂)               252г • 30% 

                  m₁(MnCl₂) =                    100%                   =          100%         =  75,5 г,

                                                     m₁(MnСl₂)          75,6 г

                              ν(MnCl₂) =    M(MnСl₂)   =  126 г/моль   =  0,6 моль.

 4.    В  соответствии  с  уравнением  реакции:

                                               ν(MnCl₂) = ν(Mn) =  ν(M)  = 0,6 моль.

  5.    Учитывая,  что  изменение  массы  образца  металла  происходит  за  счёт  растворения                                        

          части  марганца  и  осаждения  на  образце неизвестного  металла,  получим:

                       m₀(Mn) – m(Mn) +  т(M)= m₀(Mn) + 5,4 г,   или   m(M) –  m(Mn) )  =  5,4 г.

   6.   Найдём  массу  прореагировавшего  марганца  и  массу    выделившегося  неизвестного   

          металла:

                                           m(Mn)  = ν(Mn) •  M(Mn) =  0,6 моль •  55 г/моль  = 33 г.

                                               m(M)  = 5,5 г  +  m(Mn) =  5,4 моль +  33 г  = 38,4 г.

     7.    Зная  количество  вещества  прореагировавшего  металла,  найдём  его  молярную  массу:

                                                                        т(М)           38,4 г                             

                                                        М(М)  =  ν (М)   =  0,6 моль  = 64 г/моль.

      По  Периодической  системе  Д.И. Менделеева  определим,  что  неизвестный  металл  –  медь.

                                     Ответ:  Си. 

   Задача  6.

          В  150 г  9,6% -ного  раствора  сульфата  меди(II)  поместили  оловянную  пластинку  массой  13,1 г.  Найдите  массу  пластинки  по  окончании  реакции.

Дано:                                                                       Решение:

m(Sn) = 13,1г                              1. Запишем  уравнение  реакции:

m_.р-ра(CuSO₄) = 150 г                

ω(CuSO₄)  =  9,6%                           Sn + CuSO₄  =  SnSO₄  +  Cu

m(пласт.) – ?                              2.  Найдём  массу  CuSO₄,  содержащегося  в  растворе:

                                 m_р-ра(CuSO₄)  • ω(CuSO₄)         150 г • 9,6% 

                                      m(CuSO₄) =                    100%                   =       100%           = 14,4 г.

3.            Вычислим  исходные  количества  веществ  сульфата  меди(II)  и  олова:

                                    m(CuSO₄)          14,4г

            ν(CuSO₄) =    M(CuSO₄)   =  160 г/моль   =  0,09 моль.  

                                  m(Sn)           13,1г

                 ν(Sn) =    M(Sn)   =  119 г/моль   =  0,11 моль.

4.            Определим,  какое  из  веществ  находится  в  избытке.

         По  уравнению  реакции:    ν(Sn) = ν(CuSO₄),  а  по  условию  задачи    ν(Sn) > ν(CuSO₄).

          Делаем  вывод,  что  олово  –  в  избытке,  CuSO₄   – в  недостатке.  Дальнейшие  расчёты     

       ведём  по количеству  вещества  сульфата  меди(II).

5.            Найдём  массы  растворившегося  олова  и  выделившейся меди:

                                           ν(CuSO₄) = ν(Cu) =  ν(Sn)_{р-шегося}  = 0,09 моль.

                                  m(Cu) =  ν(Cu) •  M(Cu) =  0,09 моль •  64 г/моль  = 5,76 г;

                          m(Sn)_{р-шегося} =  ν(Sn)_{р-шегося} •  M(Sn) =  0,09 моль• 119 г/моль = 10,71 г.

6.            Вычислим  массу  пластинки  по  окончании  реакции:

                      m(пласт.) =  m(Sn) –  m(Sn)_{р-шегося}  +  m(Cu) = 13,1 г – 10,71 г +  5,76 г  =8,15 г.

               Ответ:    m(пласт.) = 8,15 г.

  Задача 7.

     В  раствор нитрата  серебра  внесли  никелевую  пластинку  массой  25 г.  Через  некоторое  время  пластинку  вынули  из  раствора  и  высушили,  её  масса  стала  равна  48,55 г.  Вычислите  массовую  долю  Ni (в %)  в  пластинке  по  окончании  реакции.

      Дано:                                                                  Решение:

m₁(пласт.) = 25 г                          1.  Запишем  уравнение  реакции:

m₂(пласт.) = 48,55 г                                 

                                                               Ni + 2AgNO₃  =  Ni(NO₃)₂  +2Ag         

  ω(Ni) – ?

                                                       2.   Пусть количество  вещества  прореагировавшего  никеля  будет

                                                          x моль,   тогда количество  вещества  выделившегося  серебра 

                                                         будет  2х моль.  Массы  никеля   и  серебра  будут  

                                                       соответственно  равны:

                                           m(Ni) =  ν(Ni) •  M(Ni) =  x моль •  59 г/моль  = 59x г;   

                                          m(Ag) =  ν(Ag) •  M(Ag) = 2 x моль •  108 г/моль  = 216x г.

3.         Учитывая,  что  изменение  массы  пластинки  происходит  за  счёт  растворения  никеля и    

    выделения  на  поверхности  пластинки  серебра,  составим  следующее  уравнение:    

                    m₁(пласт.) +  m(Ag) –  m(Ni)  =  m₂(пласт.),      или    25г +  216х г –  59х г  =  48,55г.

           Решая  уравнение,  найдём:  х = 0,15моль.

4.  Вычислим  массу  растворившегося  и  оставшегося  никеля:

                          m(Ni)_{р-шегося} =  ν(Ni)_{р-шегося} •  M(Ni) =  0,15 моль •  59 г/моль = 8,85 г;

                           m(Ni)_ост. =  m(Ni)_исх. –  m(Ni)_раст. =25 г – 8,85 г = 16,15 г.

5.    Найдём  массовую  долю  никеля  в  пластинке  по  окончании   реакции:

                                 m(Ni)_ост.                          16,5 г

          ω(Ni) =   m(Ni)_исх.  •100% = 48,55 г •100%  =33,26 %.

                                     Ответ: ω(Ni) = 33,26 %.

Задача 8.

    В  раствор  нитрата  свинца(II)  массой  150 г  с  массовой  долей  растворённого вещества  20%  поместили  железную  пластинку  массой  20 г.  Пластинку  вынули  из  раствора,  когда  массовая  доля  нитрата  свинца(II) в  растворе стала  равной 5%.  Найдите  массу  пластинки  после  реакции.

Дано:                                                                       Решение:

m₁(пласт.) = 25г                         1. Запишем  уравнение  реакции:

m_1р-ра(Pb(NO₃) ₂)= 150г                

ω₁(Pb(NO₃) ₂)= 20%                          Fe + Pb(NO₃) ₂  =  Fe(NO₃) ₂  +  Pb

ω₂(Pb(NO₃) ₂)  = 5%                          

                                                      2.  Найдём  массу  нитрата  свинца(II)  в  исходном  растворе:

m(пласт.) – ?                                                         m_1р-ра(Pb(NO₃) ₂)  • ω(Pb(NO₃) ₂)         150 г • 20% 

                              m₁(Pb(NO₃) ₂)  =                    100%                        =       100%         = 30 г.

                                 3.Примем  количество  вещества  прореагировавшего  железа  равным

                                   х моль, тогда  в соответствии  с  уравнением   реакции:

                                                                         ν(Fe)  =  ν(Pb)  =  ν(Pb(NO₃) ₂)_{прореаг.}  = х моль.

4.  Выразим  массы  веществ,  участвующих  в  реакции:

                    m(Fe) =  ν(Fe) •  M(Fe) =  x моль •  56 г/моль  = 56x г;   

                    m(Pb)  =  ν(Pb) •  M(Pb) =  х моль •  207 г/моль = 207х г;   

         m(Pb(NO₃) ₂)_{прореаг} =  ν(Pb(NO₃) ₂)_{прореаг}  •  M(Pb(NO₃) ₂)  = х моль • 331 г/моль = 331х г.

5.  По  окончании  реакции  масса  оставшегося  нитрата свинца(II) будет  равна:

         m(Pb(NO₃) ₂) =  m_исх.(Pb(NO₃) ₂) –  m(Pb(NO₃) ₂)_{прореаг.}  = 30 г –  331х  г.

6.  В  результате  реакции  изменится  масса  раствора.  Некоторое   количество  железа перейдёт

    из пластинки  в  раствор, некоторое  количество свинца  перейдёт  из  раствора  на  пластинку:

  m_р-ра2(Pb(NO₃) ₂)  =  m_р-ра1(Pb(NO₃) ₂) +  m(Fe) – m(Pb) = 150 г + 56 х г –207 х г = 150 г  – 151 х  г.

7.  Зная,  что,  согласно  условию  задачи,  массовая  доля  Pb(NO₃) ₂  в  растворе  после  окончания

    реакции  равна 5%,  мы  можем  составить  уравнение:        

                                   m_ост (Pb(NO₃) ₂) •100%        30г – 331 х г • 100%                           30г – 331 х г

      ω(Pb(NO₃) ₂)  =        m_р-ра2(Pb(NO₃) ₂)       =    150г – 151 х г           = 5 %,  или    150г – 151 х г  = 0,05 .

     Решая  уравнение,  получим:  х =0,07 моль.

8.  Вычислим  массу  перешедшего  в  раствор  железа  и  выделившегося  на  пластине  свинца:

                                             m(Fe) =  ν(Fe) •  M(Fe) = 0,07 моль •  56 г/моль  = 3,92 г;  

                                         m(Pb)  =  ν(Pb) •  M(Pb) = 0,07 моль •  207 г/моль = 14,49 г.

9.      Вычислим  массу  пластинки  после  реакции,  учитывая,  что  она  уменьшилась за  счёт  железа,

  перешедшего  в  раствор,  и  увеличилась  за  счёт  свинца,  перешедшего  из  раствора  на  пластину:  

          m₂(пласт.) =  m₁(пласт.)  – m(Fe) +  m(Pb)  =  20г  –  3,92 г + 14,49 г  =  30,57г.

              Ответ:     m₂(пласт.) =  30,57г.

Задача  9.

 В  300г  раствора,  содержащего  нитрат  железа(II) (массовая  доля  соли  6%)  и  хлорид  меди(II) (массовая  доля  соли  9%),  поместили  опилки магния,  масса  которых  равна  6 г.  Определите  массу  металлического  осадка  по  окончании  реакции.

Дано:                                                                       Решение:

m_р-ра = 300г                                 1. Запишем  уравнение  реакции:

ω(Fe(NO₃) ₂) = 6 %                  

ω(CuCl ₂) = 9 %                                    1).        Mg  +  CuCl ₂  =    Cu   +  MgCl ₂

m(Mg)  =  6 г                          

                                                                                               2).        Mg + Fe(NO₃) ₂  =  Fe  +  Mg(NO₃) ₂

m(осадка) – ?                        

2.      Вычислим  массы  и  количества  веществ  солей,  содержащихся  в 

   растворе,  а  также  количество  вещества  внесённого  в  раствор

  магния:

                                                                         m_р-ра  • ω(CuCl ₂)         300 г • 9% 

                              m(CuCl ₂)  =         100%           =     100%        = 27 г.

                                                                                m_р-ра  • ω(Fe(NO₃) ₂)         300 г • 6% 

                              m(Fe(NO₃) ₂)  =            100%               =     100%        = 18 г.

                                                                       m(CuCl₂)           27г

                                                ν(CuCl₂) =    M(CuCl₂)   =  135 г/моль   =  0,2 моль.  

                                                                             m(Fe(NO₃) ₂)           18 г

                                                ν(Fe(NO₃) ₂) =    M(Fe(NO₃) ₂)   =  180 г/моль   =  0,1 моль. 

                                                                  m(Mg)             6г

                                                 ν(Mg) =   M(Mg)   =  24 г/моль   =  0,25 моль.

  3.    Сравнивая  количество  вещества  магния  с  количеством  вещества  солей,  находящихся  в 

      растворе,   увидим,  что  количество  вещества  магния  меньше   общего  количества

      растворённых  солей.  С  учётом  того,  что,  согласно  уравнениям  приведённых  выше  реакций,

      количество  вещества  магния  равно  количеству  вещества  реагирующей  с  ним  соли,  можно

      сделать  вывод,  что  магний  прореагирует  полностью,  а  одна  из  солей  окажется  в  избытке.

     Так  как  медь  в  ряду  стандартных  электродных  потенциалов  располагается  правее  железа,

      катионы  меди  Cu²⁺   восстанавливается  легче,  чем  катионы  железа  Fe²⁺,   таким  образом,

     прежде  всего  с   магнием   будет  реагировать   хлорид  меди(II),  он  прореагирует  полностью,

  а   нитрат  железа(II)  окажется  в  избытке.

4.  Найдём  количество  вещества  магния,  прореагировавшего  с  хлоридом  меди(II),  а также

    количество  вещества  и  массу  выделившейся  при  этом  меди: 

                                     ν₁(Mg)             1                             

                                  ν (MgCl₂)     =   1,    следовательно,   ν₁(Mg) =  ν(CuCl₂)  =  0,2 моль.

                                     ν₁(Cu)             1                             

                                  ν (CuCl₂)     =   1,    следовательно,   ν(Cu) =  ν(CuCl₂)  =  0,2 моль.

                                          m(Cu) =  ν(Cu) • M (Cu)  = 0,2 моль • 64 г/моль = 12,8  г.

     5.  Найдём  количество  вещества  магния,  вступившего в  реакцию  с  нитратом  железа(II): 

                                          ν₂(Mg) =  ν(Mg) –  ν₁(Mg)  = 0,25 моль –  0,2 моль = 0,05 моль.

    6.  Найдём  количество  вещества  нитрата  железа(II),  прореагировавшего  с  магнием,  и 

    количество вещества  и  массу  образовавшегося  при  этом  железа: 

             ν_{прореаг}(Pb(NO₃) ₂)    1   

                      ν₂(Mg)         = 1,   следовательно,    ν_{прореаг}(Pb(NO₃) ₂)  =  ν(Mg) =  0,05моль;

                     ν(Fe)                  1   

            ν_{прореаг}(Fe(NO₃) ₂)  = 1,   следовательно,     ν(Fe)  =  ν_{прореаг}(Fe(NO₃) ₂)  =  0,05моль;

                 m(Fe) =  ν(Fe) • M (Fe)  = 0,05 моль •  56 г/моль = 2,8  г.

 7.  Найдём  массу  металлического  осадка,  который  будет  состоять  из  выделившегося  в

     результате  реакции  меди  и  железа:

                   m(осадка) = m(Cu) + m(Fe) = 12,8 г  +  2,8 г  =15,6 г.

Ответ:     m(осадка) = 15,6 г.