Медную пластинку массой 13,2 г поместили в раствор нитрата железа(III) массой 300 г с массовой долей соли 0,112. После некоторого выдерживания пластинки в растворе ее вынули. В результате массовая доля нитрата железа(III) оказалась равной массовой доле соли меди(II). Определите массу пластинки после окончания реакции (когда ее вынули из раствора). Пожалуйста, дайте подробное объяснение решения.

Идёт реакция меди с нитратом железа(III):

\[Cu+2Fe(NO_3)_3\rightarrow Cu(NO_3)_2+2Fe(NO_3)_2\]

Медь растворяется, поэтому масса пластинки уменьшается.

Найдём начальную массу нитрата железа(III):

\[m(Fe(NO_3)_3)=300\cdot 0{,}112=33{,}6\text{ г}\]

Пусть растворилось \(x\) г меди. Тогда количество меди:

\[n(Cu)=\frac{x}{64}\]

По уравнению реакции на \(1\) моль меди расходуется \(2\) моль \(Fe(NO_3)_3\). Молярная масса \(Fe(NO_3)_3\):

\[M(Fe(NO_3)_3)=56+3(14+48)=242\text{ г/моль}\]

Масса израсходованного нитрата железа(III):

\[m=2\cdot \frac{x}{64}\cdot 242=7{,}5625x\]

Масса оставшегося \(Fe(NO_3)_3\):

\[33{,}6-7{,}5625x\]

Теперь найдём массу образовавшегося нитрата меди(II). Его молярная масса:

\[M(Cu(NO_3)_2)=64+2(14+48)=188\text{ г/моль}\]

Значит, образовалось:

\[m(Cu(NO_3)_2)=\frac{x}{64}\cdot 188=2{,}9375x\]

По условию массовые доли этих двух солей стали равны. Так как обе соли находятся в одном и том же растворе, массы раствора в знаменателях одинаковые, значит, равны их массы:

\[33{,}6-7{,}5625x=2{,}9375x\]

\[33{,}6=10{,}5x\]

\[x=3{,}2\text{ г}\]

Растворилось \(3{,}2\) г меди. Начальная масса пластинки была \(13{,}2\) г, поэтому после реакции:

\[m=13{,}2-3{,}2=10\text{ г}\]

Ответ: масса пластинки после реакции равна \(10\) г.

0 0 Пожаловаться