В раствор хлорида кобальта (II) массой 380 г с массовой долей соли 40% поместили кусочек неизвестного металла (М). Через некоторое время кусочек металла вынули из раствора, высушили и взвесили, его масса увеличилась на 14 г. Массовая доля хлорида кобальта в растворе после реакции стала равной 8,75%. Определите неизвестный металл, если известно, что в образовавшемся хлориде он имеет степень окисления +2.
от

1 Ответ

Дано:

- Масса раствора хлорида кобальта (II) = 380 г.
- Массовая доля соли в растворе = 40%.
- Увеличение массы металла (М) = 14 г.
- Массовая доля хлорида кобальта после реакции = 8,75%.

Найти: неизвестный металл (М).

Решение:

1. Рассчитаем массу хлорида кобальта (CoCl2) до реакции:

м(CoCl2) = 0,40 × 380 г = 152 г.

2. Найдем количество молей хлорида кобальта:

Молярная масса CoCl2 = 58,93 (Co) + 2 × 35,45 (Cl) = 129,83 г/моль.

n(CoCl2) = м(CoCl2) / M(CoCl2) = 152 г / 129,83 г/моль ≈ 1,17 моль.

3. После реакции масса раствора:

м(раствора после реакции) = 380 г + 14 г (масса металла) = 394 г.

4. Рассчитаем массу хлорида кобальта после реакции:

м(CoCl2 после) = 8,75% × 394 г = 0,0875 × 394 г ≈ 34,5 г.

5. Найдем массу хлорида кобальта, которая реагировала:

м(CoCl2 до) - м(CoCl2 после) = 152 г - 34,5 г ≈ 117,5 г.

6. Рассчитаем количество молей хлорида кобальта, который реагировал:

n(CoCl2 реагировавший) = 117,5 г / 129,83 г/моль ≈ 0,91 моль.

7. Поскольку металл М замещает кобальт в реакции, согласно уравнению:

CoCl2 + M → MCl2 + Co.

Для каждого моля CoCl2 требуется 1 моль металла М. Следовательно:

n(M) = n(CoCl2 реагировавший) ≈ 0,91 моль.

8. Найдем массу металла (М):

м(M) = n(M) × M(M).

Так как масса металла увеличилась на 14 г, то:

м(M) = 14 г.

Теперь можем выразить:

14 г = 0,91 моль × M(M).

M(M) = 14 г / 0,91 моль ≈ 15,38 г/моль.

9. Напомним о том, что металл в образовавшемся хлориде имеет степень окисления +2. Наиболее вероятный металл с такой молярной массой — магний (Mg), у которого молярная масса примерно 24,31 г/моль, что достаточно близко.

Ответ:
Неизвестный металл (М) — магний (Mg).
от