Дано:
Масса железной пластинки = 16 г
Масса раствора = 150 г
Содержание нитрата меди (II) в растворе = 8%
Найти:
Массу железной пластинки после окончания реакции.
Решение:
1. Рассмотрим химическую реакцию между железом (Fe) и нитратом меди (II) (Cu(NO₃)₂):
3Cu(NO₃)₂ + 2Fe -> 2Fe(NO₃)₃ + 3Cu
2. Найдем количество вещества купрум (II) нитрат, содержащееся в растворе:
n(Cu(NO₃)₂) = m(total) * c(Cu(NO₃)₂) / M(Cu(NO₃)₂)
где m(total) - общая масса раствора, c(Cu(NO₃)₂) - содержание Cu(NO₃)₂, M(Cu(NO₃)₂) - молярная масса Cu(NO₃)₂
n(Cu(NO₃)₂) = 150 г * 0,08 / 187,55 г/моль ≈ 0,064 моль
3. Согласно стехиометрии реакции, каждые 3 моли Cu(NO₃)₂ требуются для реакции с 2 молями Fe.
4. Определим количество молей Fe, которое реагирует с Cu(NO₃)₂:
n(Fe) = n(Cu(NO₃)₂) * 2 / 3 ≈ 0,043 моль
5. Найдем массу железа, принявшего участие в реакции:
m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 0,043 моль * 55,85 г/моль ≈ 2,41 г
6. Теперь найдем массу оставшейся пластинки железа после реакции:
m(остаток) = m(начальная) - m(прореагировавшая) = 16 г - 2,41 г ≈ 13,59 г
Ответ:
После окончания реакции масса железной пластинки составляет примерно 13,59 г.