Обчислення за рівняннями хімічних реакцій між розчином солі та металом

Задача 1.Хромова пластинка масою 31,2 г занурена в 250 мл 4 М розчину купрум(ІІ) сульфату. Через деякий час маса хромової пластики збільшилася на 6 г. Обчисліть масу купрум(ІІ) сульфату, що залишився в розчині.

Розв’язок

Cr + CuSO₄ = CrSO₄ + Cu

У вихідному розчині кількість речовини купрум(ІІ) сульфату становила:

С =

n = С×V

n(CuSO₄) = 0,25 л × 4 моль/л = 1 моль

За рівнянням реакції всі кількості речовин рівні. Приймемо:

n(Cu) = n(Cr) = n₁(CuSO₄) = x

m(Cu) = 64x

m(Cr) = 52x

m₁(CuSO₄) = 160x

Зміна маси пластинки відбулася за рахунок того, що певна маса міді осіла на пластинці, а певна маса хрому перейшла в розчин у вигляді йонів Cr²⁺/

m(пласт.) + m(Cu) – m(Cr) = m¢(пласт.)

m(Cu) – m(Cr) = Dm(пласт.)

64x – 52 = 6

12x = 6

x = 0,5

Отже, у розчині було 0,5 моль купрум(ІІ) сульфату, з них прореагувало 0,5 моль, а в розчині залишилося 0,5 моль. Звідси маса купрум(ІІ) сульфату, що залишився в розчині, становитиме:

m = n×M

m¢(CuSO₄) = 0,5 моль × 160 г/моль = 80 г

Задача 2.У 250 г 25%-ного розчину цинк нітрату занурили магнієву пластинку. Визначити масові частки речовин в утвореному розчині, якщо маса магнієвої пластинки збільшилась на 4,1 г.

Розв’язок

Mg + Zn(NO₃)₂ = Mg(NO₃)₂ + Zn

За рівнянням реакції всі кількості речовини рівні. Приймемо, що

n(Mg) = n(Zn(NO₃)₂) = n(Mg(NO₃)₂) = n(Zn) = x

m = n×M

m(Mg) = 24x

m(Zn(NO₃)₂) = 189x

m(Mg(NO₃)₂) = 148x

m(Zn) = 65x

m(пласт.) + m(Zn) – m(Mg) = m¢(пласт.)

m(Zn) – m(Mg) = Dm(пласт.)

65х – 24х = 4,1

41х = 4,1

х = 0,1

У вихідному розчині маса цинк нітрату становила:

m(розч. р-ни) = W×m(розчину)

m(Zn(NO₃)₂) =0,25 × 250 = 62,5 г

n =

n(Zn(NO₃)₂) = = 0,33 моль

У реакцію вступив 0,1 моль цинк нітрату, отже, у розчині після реакції залишилося:

n¢(Zn(NO₃)₂) = 0,33 моль – 0,1 моль = 0,23 моль

m¢(Zn(NO₃)₂) = 0,23 моль × 189 г/моль = 43,47 г

У результаті реакції утворилося 0,1 моль магній нітрату. Маса магній нітрату в розчині після реакції складатиме:

m(Mg(NO₃)₂) = 0,1 моль × 148 г/моль = 14,8 г

Якщо маса пластинки збільшилася на 4,1 г, то маса розчину зменшиться на 4,1 г.

m¢(р-ну) = 250 г – 4,1 г = 245,9 г

W =

W(Mg(NO₃)₂) = 0,06, або 6%

W¢(Zn(NO₃)₂) = 0,1768, або 17,68%

Задача 3.Кусочок заліза помістили в розчин нітрату невідомого металу, який проявляє в сполуках ступінь окислення +2. Маса зразка металу збільшилась на 1,6 г. Через одержаний розчин ферум(ІІ) нітрату пропустили надлишок сірководню, одержавши ферум(ІІ) сульфід масою 17,6 г. Який метал виділився із розчину?

Розв’язок

Fe + Me(NO₃)₂ = Fe(NO₃)₂ + Me (1)

Fe(NO₃)₂ + H₂S = FeS¯ + 2HNO₃ (2)

n =

n(FeS) = = 0,2 моль

За рівняннями реакцій (1) і (2):

n(H₂S) = n(Fe(NO₃)₂) = n(Fe) = n(Me) = 0,2 моль

m(Fe) = 56 × 0,2 = 11,2

Приймемо, що Mr(Me) = a

m(Me) = 0,2а

m(пласт.) + m(Me) – m(Fe) = m¢(пласт.)

m(Me) – m(Fe) = Dm(пласт.)

0,2a – 11,2 = 1,6

0,2а = 12,8

а = 64

Метал – мідь

Задача 4.Дві пластинки, що мають однакову масу і виготовлені з металу, що утворює двозарядні йони, занурили одну в розчин купрум(ІІ) нітрату, а другу – у розчин станум(ІІ) нітрату. Через деякий час маса пластинки, зануреної в розчин купрум(ІІ) нітрату, зменшилась на 0,2%, а маса другої пластинки збільшилась на 10,8%. Зменшення молярної концентрації обох розчинів було однаковим. Визначте метал.

Розв’язок

Me + Cu(NO₃)₂ = Me(NO₃)₂ + Cu

Me + Sn(NO₃)₂ = Me(NO₃)₂ + Sn

Якщо прийняти масу пластинки за 100 г, то в першому випадку її маса зменшилася на 0,2 г, а в другому – збільшилася на 10,8 г.

Оскільки зменшення молярної концентрації обох розчинів було однаковим, то в обох реакціях прореагувала однакова кількість речовини Приймемо:

n(Me) = n(Cu) = n(Sn)

Приймемо Mr(Me) = a

m(Me) = ax

m(Cu) = 64x

m(Sn) = 119x

m₁(пласт.) + m(Cu) – m(Me) = m¢(пласт.)

m(Cu) – m(Me) = Dm(пласт.)

m₂(пласт.) + m(Sn) – m(Me) = m¢(пласт.)

m(Sn) – m(Me) = Dm(пласт.)

Віднявши від другого рівняння перше, одержимо:

55х = 11

х = 0,2

Підставимо значення х у перше рівняння системи двох рівнянь:

64×0,2 – 0,2а = –0,2

13 = 0,2а

а = 65

Невідомий метал – цинк.

Задача 5.У 200 г розчину купрум сульфату з масовою часткою солі 6% занурили залізну пластинку. Визначте масову частку (%) купрум сульфату та ферум сульфату в утвореному розчині, якщо маса залізної пластинки збільшилась на 0,32 г.

Розв’язок

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

n(CuSO₄) = n(Fe) = n(FeSO₄) = n(Fe) = х (за рівнянням реакції)

m(CuSO₄) = 160x; m(Fe) = 56x; m(FeSO₄) = 152x; m(Fe) = 56x

Маса пластинки змінилася за рахунок того, що 64х г Сu осіло на пластинці, а 56х г Fe з пластинки перейшло в розчин. Отже:

64х - 56х = 0,32

8х = 0,32

х = 0,04 (моль)

Визначимо масу CuSO₄, що вступила в реакцію, та масу FeSO₄, що утворилася в результаті реакції:

m₁(CuSO₄) = 160×0,04 = 6,4 г; m(FeSO₄) = 152×0,04 = 6,08 г

У вихідному розчині маса CuSO₄ становила:

m(CuSO₄) = m(р-ну)×W = 200×0,06 = 12 г

Отже, після реакції в розчині залишилося CuSO₄:

m₂(CuSO₄) = 12 г - 6,4 г = 5,6 г

Якщо маса пластинки збільшилася на 0,32 г, то маса розчину зменшилася на 0,32 г.

Отже, m¢(р-ну) = 200 г - 0,32 г = 199,68 г

Визначимо масові частки солей в новоутвореному розчині:

, або 2,8%;

, або 3,04%

Задача 6.Зразок, що містить хлориди натрію і калію, має масу 25 г. До водного розчину зразка додали 840 мл розчину AgNO₃ (0,5 моль/л). Осад відфільтрували, після чого опустили в розчин мідну пластинку масою 100 г. Через деякий час маса пластинки становила 101,52 г. Розрахуйте масові частки компонентів вихідної суміші.

Розв’язок

n(Ag(NO₃) = 0,5·0,84 = 0,42

a a

KCl + AgNO₃ = AgCl¯ + KNO₃

b b

NaCl + AgNO₃ = AgCl¯ + NaNO₃

x 2x 2x

Cu + 2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2Ag

216x – 64x = 1,52

x = 0,01

n₁(AgNO₃) = 0,02

n₂(AgNO₃) = 0,42-0,02 = 0,4

b = 0,3; a = 0,1

;

Задача 7.У водний розчин хлориду деякого двовалентного металу, що має об'єм 10 мл, опустили залізну пластинку масою 10 г. Після того, як метал з розчину повністю осів на пластинку, її маса збільшилася до 10,1 г. Потім в таку ж кількість досліджуваного розчину опустили кадмієву пластинку масою 10 г і після завершення реакції її маса зменшилася до 9,4 г. Хлорид якого металу містився в досліджуваному розчині? Поясніть процеси, що відбуваються, приводячи рівняння відповідних хімічних реакцій.

Розв’язання

МеСl₂ + Fe = FeCl₂ + Me

За рівнянням реакції:

n(Fe) = n(Ме) = х

m(Fe) = 56x

m(Me) = ax, де а – відносна атомна маса металу

m(пл.) + m(Me) – m(Fe) = m¢(пл.)

10 + ах – 56х = 10,1

ах – 56х = 0,1

МеСl₂ + Cd = CdCl₂ + Me

За рівнянням реакції:

n(Cd) = n(Ме) = х

m(Cd) = 112x

m(Me) = ax

m(пл.) + m(Me) – m(Cd) = m¢(пл.)

10 + ах – 112х = 9,4

ах – 112х = -0,6

Складаємо систему двох рівнянь:

56х = 0,7; х = 0,0125

Підставляємо значення х у перше рівняння системи:

0,0125а - 56×0,0125 = 0,1

а = 64 Метал – мідь

Поиск по сайту: