Дано:
- Масса раствора (м) = 136 г.
- Концентрация раствора (C) = 25% (это значит, что в 100 г раствора содержится 25 г нитрата серебра).
- Масса медной пластинки до реакции = 15 г.
- Масса медной пластинки после реакции = 22,6 г.
Найти: массовую долю нитрата серебра в растворе после реакции.
Решение:
1. Найдем массу нитрата серебра в исходном растворе:
m(AgNO3) = 0,25 × 136 г = 34 г.
2. Найдем, сколько меди осело на пластинке в результате реакции:
m(Cu) = масса после реакции - масса до реакции = 22,6 г - 15 г = 7,6 г.
3. Рассмотрим реакцию между нитратом серебра и медью:
Cu + 2AgNO3 → 2Ag + Cu(NO3)2.
Из уравнения видно, что 1 моль меди реагирует с 2 молями нитрата серебра, образуя 2 моли серебра. Для расчета нам нужна молярная масса серебра:
М(Ag) = 107,87 г/моль.
4. Найдем количество молей серебра, выделившегося на пластинке:
m(Ag) = 7,6 г,
n(Ag) = m(Ag) / М(Ag) = 7,6 г / 107,87 г/моль ≈ 0,0705 моль.
5. Теперь найдем, сколько нитрата серебра было израсходовано:
По уравнению реакции 1 моль медили требует 2 моль AgNO3. Следовательно, реакция потребует:
n(AgNO3) = 2 × n(Ag) = 2 × 0,0705 ≈ 0,141 моль.
6. Найдем массу нитрата серебра, израсходованного в реакции. Молярная масса AgNO3:
М(AgNO3) = 107,87 + 14,01 + 3 × 16,00 = 169,87 г/моль.
m(AgNO3, израсходованный) = n(AgNO3) × М(AgNO3) = 0,141 × 169,87 ≈ 23,96 г.
7. Теперь найдём, сколько нитрата серебра осталось в растворе:
m(AgNO3, осталось) = m(AgNO3, исходное) - m(AgNO3, израсходованный) = 34 г - 23,96 г ≈ 10,04 г.
8. Найдем новую массу раствора. Масса раствора остаётся 136 г, но учитываем, что медь теперь увеличила массу пластинки:
m(раствора) = 136 г + m(Ag) = 136 г + 7,6 г = 143,6 г.
9. Теперь посчитаем массовую долю нитрата серебра в новом растворе:
м(доля AgNO3) = m(AgNO3, осталось) / m(раствора) × 100%
= (10,04 г / 143,6 г) × 100% ≈ 6,98%.
Ответ:
Массовая доля нитрата серебра в растворе после реакции составляет примерно 6,98%.