ЗАДАЧИ НА ПЛАСТИНКИ (ОКОНЧАНИЕ)

Задачи на пластинки (окончание)

Задача 92.  Железную пластинку массой 100 г поместили в 250 г 20%-ного раствора сульфата меди. Вскоре масса пластинки составила 102 г. Каков состав раствора в % после удаления пластинки?

Решение.

Находим массу сульфата меди в исходном растворе:

m (CuSO₄)  = 250 г  •  20%  =  50 г

Пусть в реакцию вступило по х моль железа и сульфата меди:

  х                     х                        х                    х

CuSO₄       +   Fe      →        FeSO₄      +       Cu

m = 160 х     m = 56х          m = 152 х       m = 64 х

Тогда   102  =  100  — 56 х  +  64 х,   отсюда 8 х  =  2;   х  =  0,25 (моль)

Теперь можно найти массы веществ, участвующих в реакции:

m (Fe) _изр  =  56  •  0,25  =  14 г

m (CuSO₄ ) _изр  =  160  •  0,25  =  40 г

m (Cu)  =  64 •  0,25  =  16 г

m (FeSO₄) =  152  •  0,25  =  38 г

В растворе останется неизрасходованной часть  сульфата меди (10 г)  и появится образовавшийся в ходе реакции  cульфат железа FeSO₄  массой 38 г.

Массу конечного раствора можно рассчитать двумя способами:

А.  m _{р-ра к}  =  m _{р-ра исх}  +   m (Fe)  —  m (Cu)  =  250 г  +  14 г  —  16 г  =  248 г

    Б.    Если масса пластинки после выдерживания в растворе увеличилась на
2 г, следовательно, масса самого раствора уменьшилась на те же 2 г, т.е.

m _{р-ра конечного}  =  250 г  —  2 г  =  248 г

Остается вычислить массовые доли солей в конечном растворе:

 (CuSO₄ )   =  m (CuSO₄ ) : m _р-ра     =  10 г  :  248 г  =  0,04  =  4%

 (FeSO₄ )   =  m (FeSO₄ ) : m _р-ра     =  38 г  :  248 г  =  0,153  =  15,3%

Задача 93. Масса железного стержня после выдерживания в растворе нитрата меди увеличилась на 1,6 г и составила 23,2 г. Определите состав стержня в г после реакции.

Решение.

       Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu

Масса стержня до реакции  =  23,2  —  1,6  =  21,6 г.

Обозначим количество вещества железа, перешедшего в раствор, через х моль, соответственно, количество вещества меди, осевшей на стержне в ходе реакции – тоже х моль, а их массы соответственно 56 х и 64 х. Тогда изменение массы стержня составит 64 х  —  56 х  =  8 х, а в массе это соответствует 1,6 г:

1,6  =  8 х

х  =  0,2  (моль)

Следовательно, израсходовано  0,2  •  56  =  11,2 г железа, а осело на стержне 0,2 • 64  =  12,8 г меди. От первичной массы железа осталось 21,6  — 11,2  =  10,4 г. Таким образом, после реакции стержень состоит из 10,4 г железа и 12,8 г меди, всего 23,2 г  — как в условии задачи.

Решим самостоятельно!

1. В раствор сульфата меди поместили железную пластину массой 10 г. После окончания реакции ее масса оказалась равной 10,8 г. Сколько г железа растворилось и сколько г меди выделилось из раствора?  (5,6 г,  6,4 г)
2. На сколько г увеличится масса железной пластинки, опущенной в раствор сульфата меди, если при этом на пластинке оказалось 20,8 г металлической меди?          (2,6 г)
3. Медный стержень массой 140,8 г выдержали в растворе нитрата серебра, после чего его масса составила 171,2 г. Рассчитайте объем 32% раствора азотной кислоты (пл 1,2), израсходованного на растворение медного стержня после выдерживания его в растворе нитрата серебра.            (961 мл)
4. После выдерживания в водном растворе нитрата серебра первоначальная масса медного стержня  38,4 г увеличилась  на 15,2 г. Стержень промыли, высушили и растворили в 93%-ной серной кислоте (плотность 1,81). Определите объем кислоты, необходимой для растворения  стержня.                            (70 мл)