Определение металла по реакции с нитратом серебра
В раствор нитрата серебра массой 200 г с массовой долей соли 17% поместили кусочек неизвестного металла, который проявляет в соединении степень окисления +2. Когда кусочек вынули из раствора, его масса увеличилась на 6,08 г, а массовая доля нитрата серебра в растворе уменьшилась на 6,48%. Определите неизвестный металл.
Дано
`m_text{исх.}(text{р-ра } AgNO_3) = 200 text{ г}`
`ω_text{исх.}(AgNO_3) = 17%`
`Δm(пластинки) = 6.08 text{ г}`
`Δω(AgNO_3) = -6.48%`
`СО(Me) = +2`
Найти
`Me = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`Me + 2AgNO_3 = Me(NO_3)_2 + 2Ag text{↓}`
Найдём массу нитрата серебра в исходном растворе:
`m_text{исх.}(AgNO_3) = (ω_text{исх.}(AgNO_3)*m_text{исх.}(text{р-ра } AgNO_3))/100 = (17*200)/100 = 34 text{ г}`
Найдём конечную массовую долю нитрата серебра:
`ω_text{кон.}(AgNO_3) = ω_text{исх.}(AgNO_3) - Δω(AgNO_3) = 17 - 6.48 = 10.52%`
Масса раствора изменится на Δm(пластинки) с противоположным знаком:
`m_text{кон.}(text{р-ра}) = m_text{исх.}(text{р-ра } AgNO_3) - Δm(пластинки) = 200 - 6.08 = 193.92 text{ г}`
Найдём массу нитрата серебра в конечном растворе:
`m_text{кон.}(AgNO_3) = (ω_text{кон.}(AgNO_3)*m_text{кон.}(text{р-ра}))/100 = (10.52*193.92)/100 = 20.4 text{ г}`
Найдём массу прореагировавшего нитрата серебра:
`m_{прореаг.}(AgNO_3) = m_text{исх.}(AgNO_3) - m_text{кон.}(AgNO_3) = 34 - 20.4 = 13.6 text{ г}`
Найдём количество вещества прореагировавшего нитрата серебра:
`n_{прореаг.}(AgNO_3) = (m_{прореаг.}(AgNO_3))/(M(AgNO_3)) = 13.6/170 = 0.08 text{ моль}`
По уравнению реакции количество вещества металла в 2 раза меньше количества вещества нитрата серебра:
`n(Me) = (n_{прореаг.}(AgNO_3))/2 = 0.08/2 = 0.04 text{ моль}`
Изменение массы пластинки равно разности массы осаждённого серебра и массы растворившегося металла:
`Δm(пластинки) = m(Ag) - m(Me) = n(Me)*(2*M(Ag) - M(Me))`
Подставим известные значения:
`6.08 = 0.04*(216 - M(Me))`
Выразим молярную массу металла:
`216 - M(Me) = 6.08/0.04 = 152`
`M(Me) = 216 - 152 = 64 text{ г/моль}`
Металл с молярной массой 64 г/моль и степенью окисления +2 — медь (Cu).
Ответ
Медь (Cu).