Задача на нитрат неизвестного металла и цинковую пластинку
Цинковую пластинку поместили в раствор нитрата неизвестного металла, имеющего степень окисления +2. Масса исходного раствора была равна 177 г. Через некоторое время масса пластинки увеличилась на 9,4 г, а массовая доля нитрата цинка в растворе составила 22,55%. Определите неизвестный металл.
Дано
`m_text{исх.}(text{р-ра } Me(NO_3)_2) = 177 text{ г}`
`Δm(пластинки) = +9.4 text{ г}`
`ω_text{кон.}(Zn(NO_3)_2) = 22.55%`
`n(Me) = +2`
Найти
`Me = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`Zn + Me(NO_3)_2 = Zn(NO_3)_2 + Me text{↓}`
Масса раствора уменьшилась на Δm(пластинки), так как пластинка стала тяжелее за счёт перехода металла из раствора в пластинку:
`m_text{кон.}(text{р-ра}) = m_text{исх.}(text{р-ра } Me(NO_3)_2) - Δm(пластинки) = 177 - 9.4 = 167.6 text{ г}`
Найдём массу нитрата цинка в конечном растворе:
`m_text{кон.}(Zn(NO_3)_2) = (ω_text{кон.}(Zn(NO_3)_2)*m_text{кон.}(text{р-ра}))/100 = (22.55*167.6)/100 = 37.79 text{ г}`
Найдём количество вещества нитрата цинка:
`n(Zn(NO_3)_2) = (m_text{кон.}(Zn(NO_3)_2))/(M(Zn(NO_3)_2)) = 37.79/189 = 0.2 text{ моль}`
По уравнению реакции количество вещества цинка равно количеству вещества образовавшегося нитрата цинка:
`n(Zn) = n(Zn(NO_3)_2) = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу растворившегося цинка:
`m(Zn) = n(Zn)*M(Zn) = 0.2*65 = 13 text{ г}`
Изменение массы пластинки равно разности массы осаждённого металла и массы растворившегося цинка:
`Δm(пластинки) = m(Me) - m(Zn)`
`9.4 = m(Me) - 13`
`m(Me) = 22.4 text{ г}`
Количество вещества неизвестного металла равно количеству вещества цинка:
`n(Me) = n(Zn) = 0.2 text{ моль}`
Найдём молярную массу неизвестного металла:
`M(Me) = (m(Me))/(n(Me)) = 22.4/0.2 = 112 text{ г/моль}`
Металл с молярной массой 112 г/моль и степенью окисления +2 — кадмий (Cd).
Ответ
Кадмий (Cd).