Массовая доля хлорида меди до и после реакции
Пластинку из магния массой 25 г поместили в раствор хлорида меди (II). Через некоторое время масса пластинки стала равной 41 г и образовался раствор массой 180 г с массовой долей хлорида меди (II) 15%. Вычислите массовую долю хлорида меди (II) в исходном растворе.
Дано
`m_text{исх.}(Mg) = 25 text{ г}`
`m_text{итог.}(пластинки) = 41 text{ г}`
`m_text{итог.}(р-ра) = 180 text{ г}`
`ω_text{итог.}(CuCl_2) = 15%`
Найти
`ω_text{исх.}(CuCl_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции замещения меди магнием:
`Mg + CuCl_2 = MgCl_2 + Cu text{↓}`
Найдём массу хлорида меди(II), оставшегося в растворе после реакции:
`m_text{итог.}(CuCl_2) = (ω_text{итог.}(CuCl_2)*m_text{итог.}(р-ра))/100 = (15*180)/100 = 27 text{ г}`
Пусть прореагировало x моль магния:
`n(Mg) = x`
Тогда по уравнению реакции:
`n(Mg) = n(CuCl_2) = n(Cu) = x`
Соответственно массы прореагировавших и образовавшихся веществ:
`m(Mg) = n(Mg)*M(Mg) = 24*x`
`m(CuCl_2) = n(CuCl_2)*M(CuCl_2) = 135*x`
`m(Cu) = n(Cu)*M(Cu) = 64*x`
Изменение массы пластинки равно разности массы осаждённой меди и массы растворившегося магния:
`Δm(пластинки) = m_text{итог.}(пластинки) - m_text{исх.}(пластинки) = 41 - 25 = 16 text{ г}`
`Δm(пластинки) = m(Cu) - m(Mg)`
`64*x - 24*x = 40*x`
`40*x = 16`
`x = 0.4 text{ моль}`
Найдём массы прореагировавших и образовавшихся веществ:
`m(Mg) = 24*0.4 = 9.6 text{ г}`
`m(CuCl_2) = 135*0.4 = 54 text{ г}`
`m(Cu) = 64*0.4 = 25.6 text{ г}`
Найдём массу хлорида меди(II) в исходном растворе:
`m_text{исх.}(CuCl_2) = m_text{итог.}(CuCl_2) + m(CuCl_2) = 27 + 54 = 81 text{ г}`
Масса исходного раствора равна массе итогового раствора, уменьшенной на массу магния и увеличенной на массу меди:
`m_text{исх.}(р-ра) = m_text{итог.}(р-ра) - m(Mg) + m(Cu) = 180 - 9.6 + 25.6 = 196 text{ г}`
Вычислим массовую долю хлорида меди(II) в исходном растворе:
`ω_text{исх.}(CuCl_2) = (100*m_text{исх.}(CuCl_2))/(m_text{исх.}(р-ра)) = (100*81)/196 = 41.33%`
Ответ
`ω_text{исх.}(CuCl_2) = 41.33%`