Дано:
- масса раствора нитрата серебра (m_solution) = 120 г
- массовая доля нитрата серебра (w_AgNO3) = 17,1 %
- масса цинковых опилок (m_Zn) = 12,8 г
Найти:
массу выделившегося серебра (m_Ag).
Решение:
1. Находим массу нитрата серебра в растворе:
m_AgNO3 = m_solution * w_AgNO3 = 120 г * 0,171 = 20,52 г
2. Находим количество молей нитрата серебра:
Молярная масса нитрата серебра (M_AgNO3) ≈ 169,87 г/моль
n_AgNO3 = m_AgNO3 / M_AgNO3 = 20,52 г / 169,87 г/моль ≈ 0,121 моль
3. В реакции замещения между цинком и нитратом серебра происходит образование серебра:
Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag
Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 2 моль нитрата серебра, выделяя 2 моль серебра. Поэтому для 0,121 моль AgNO3 потребуется:
n_Zn_required = n_AgNO3 / 2 = 0,121 моль / 2 = 0,0605 моль
4. Находим количество молей цинка:
Молярная масса цинка (M_Zn) ≈ 65,38 г/моль
n_Zn = m_Zn / M_Zn = 12,8 г / 65,38 г/моль ≈ 0,195 моль
5. Так как количество молей цинка больше, чем требуется для реакции с нитратом серебра, то вся реакция будет идти до конца по количеству жидкости:
Объем выделившегося серебра будет определяться количеством нитрата серебра.
6. Теперь находим массу выделившегося серебра:
Из уравнения видно, что 2 моль Ag образуются из 1 моль AgNO3:
n_Ag = n_AgNO3 = 0,121 моль * 2 = 0,242 моль
Молярная масса серебра (M_Ag) ≈ 107,87 г/моль
m_Ag = n_Ag * M_Ag = 0,242 моль * 107,87 г/моль ≈ 26,14 г
Ответ:
Масса выделившегося серебра составляет примерно 26,14 г.