Массовая доля нитрата цинка после реакции с кадмием
Кусочек цинка массой 25 г внесли в раствор нитрата кадмия (II) массой 75 г. Через некоторое время кусочек металла вынули из раствора, его масса оказалась равной 28,76 г. Какова массовая доля нитрата цинка в растворе после реакции?
Дано
`m_text{исх.}(Zn) = 25 text{ г}`
`m_text{исх.}(р-ра) = 75 text{ г}`
`m_text{итог.}(Zn) = 28.76 text{ г}`
Найти
`ω(Zn(NO_3)_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции замещения кадмия цинком:
`Zn + Cd(NO_3)_2 = Zn(NO_3)_2 + Cd text{↓}`
Найдём изменение массы пластинки:
`Δm(пластинки) = m_text{итог.}(Zn) - m_text{исх.}(Zn) = 28.76 - 25 = 3.76 text{ г}`
Пусть:
`n(Zn) = x`
Тогда из уравнения реакции:
`n(Zn) = n(Zn(NO_3)_2) = n(Cd) = x`
Изменение массы пластинки равно разности массы осаждённого кадмия и массы растворившегося цинка:
`Δm(пластинки) = m(Cd) - m(Zn) = n(Cd)*M(Cd) - n(Zn)*M(Zn)`
`112*x - 65*x = 3.76`
`47*x = 3.76`
`x = 0.08 text{ моль}`
Найдём массу прореагировавшего цинка:
`m(Zn) = n(Zn)*M(Zn) = 0.08*65 = 5.2 text{ г}`
Найдём массы образовавшихся кадмия и нитрата цинка:
`m(Cd) = n(Cd)*M(Cd) = 0.08*112 = 8.96 text{ г}`
`m(Zn(NO_3)_2) = n(Zn(NO_3)_2)*M(Zn(NO_3)_2) = 0.08*189 = 15.12 text{ г}`
Масса итогового раствора равна массе исходного раствора, уменьшенной на массу кадмия и увеличенной на массу цинка:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) - m(Cd) + m(Zn) = 75 - 8.96 + 5.2 = 71.24 text{ г}`
Рассчитаем массовую долю нитрата цинка в растворе:
`ω(Zn(NO_3)_2) = (100*m(Zn(NO_3)_2))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*15.12)/71.24 = 21.22%`
Ответ
`ω(Zn(NO_3)_2) = 21.22%`