Дано:
- Масса цинка (Zn) = 25 г.
- Масса раствора нитрата кадмия (Cd(NO3)2) = 75 г.
- Масса цинка после реакции = 28,76 г.
Найти: массовую долю нитрата цинка (Zn(NO3)2) в растворе после реакции.
Решение:
1. Найдем изменение массы цинка после реакции:
Изменение массы = масса после реакции - масса до реакции = 28,76 г - 25 г = 3,76 г.
2. Это изменение массы соответствует массе кадмия (Cd), который осел на цинке в результате реакции. Рассмотрим уравнение реакции:
Zn + Cd(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cd.
Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль нитрата кадмия, образуя 1 моль нитрата цинка и 1 моль кадмия.
3. Найдем массу кадмия, осевшего на цинке:
м(Cd) = 3,76 г.
4. Рассчитаем количество образовавшегося нитрата цинка. Сначала найдем количество кадмия, осевшего на цинке:
Молярная масса кадмия (Cd) = 112,41 г/моль.
n(Cd) = м(Cd) / М(Cd) = 3,76 г / 112,41 г/моль ≈ 0,0334 моль.
5. По уравнению реакции количество образовавшегося нитрата цинка будет равно количеству осевшего кадмия:
n(Zn(NO3)2) = n(Cd) = 0,0334 моль.
6. Найдем массу нитрата цинка:
Молярная масса Zn(NO3)2 = 65,38 + 2 × (14,01 + 3 × 16,00) = 65,38 + 2 × 62,00 = 189,38 г/моль.
м(Zn(NO3)2) = n(Zn(NO3)2) × М(Zn(NO3)2) = 0,0334 моль × 189,38 г/моль ≈ 6,32 г.
7. Найдем, сколько нитрата кадмия осталось в растворе:
В исходном растворе было:
м(Cd(NO3)2) = m(воды) = 75 г (добавляем к массе).
Сначала найдем, сколько нитрата кадмия было в растворе:
Учитывая, что 25 г цинка не увеличили массу раствора, расчет будет немного иным. Тогда 75 г изначального раствора минус 6,32 г, соответственно.
8. Найдем новую массу раствора после реакции:
м(раствора после реакции) = 75 г + 6,32 г (масса образовавшегося Zn(NO3)2) = 81,32 г.
9. Теперь найдем массовую долю нитрата цинка в растворе после реакции:
м(доля Zn(NO3)2) = м(Zn(NO3)2) / м(раствора после реакции) × 100%
= (6,32 г / 81,32 г) × 100% ≈ 7,77%.
Ответ:
Массовая доля нитрата цинка в растворе после реакции составляет примерно 7,77%.