Пластинку из магния массой 25 г поместили в раствор хлорида меди (II). Через некоторое время масса пластинки стала равной 41 г и образовался раствор массой 180 г с массовой долей хлорида меди (II) 15%. Вычислите массовую долю хлорида меди (II) в исходном растворе.
от

1 Ответ

Дано:

- Начальная масса магниевой пластинки = 25 г.
- Конечная масса магниевой пластинки = 41 г.
- Масса образовавшегося раствора = 180 г.
- Массовая доля хлорида меди (II) в образовавшемся растворе = 15%.

Найти: массовую долю хлорида меди (II) в исходном растворе.

Решение:

1. Определим изменение массы магниевой пластинки:

Изменение массы = конечная масса - начальная масса = 41 г - 25 г = 16 г.

Это означает, что на пластинке осела медь, то есть масса меди, выделившейся на пластинке, составляет 16 г.

2. Теперь найдем, сколько хлорида меди (CuCl2) было в образовавшемся растворе. Рассчитаем массу CuCl2 в растворе:

м(CuCl2) = масса раствора × массовая доля = 180 г × 0,15 = 27 г.

3. Убедимся, что количество меди, осевшей на пластинке, соответствует количеству использованного хлорида меди:

По уравнению реакции:
Mg + CuCl2 → MgCl2 + Cu.

1 моль магния реагирует с 1 моль CuCl2 и выделяет 1 моль меди.

4. Найдем количество молей меди, выделившейся на пластинке:

Молярная масса Cu = 63,55 г/моль.

n(Cu) = м(Cu) / М(Cu) = 16 г / 63,55 г/моль ≈ 0,251 моль.

5. С учетом реакции, количество израсходованного хлорида меди (CuCl2), который необходимо для получения 16 г меди, будет равно:

n(CuCl2) = n(Cu) = 0,251 моль.

6. Найдем массу хлорида меди в этой реакции:

Молярная масса CuCl2 = 63,55 (Cu) + 2 × 35,45 (Cl) = 134,45 г/моль.

м(CuCl2) = n(CuCl2) × М(CuCl2) = 0,251 моль × 134,45 г/моль ≈ 33,73 г.

7. Теперь определим, сколько хлорида меди было изначально в исходном растворе. Поскольку мы знаем массу CuCl2 в растворённом состоянии, то исходная масса раствора до реакции будет:

м(CuCl2, исходное) = м(CuCl2) (в растворе) + 33,73 г (на пластинке) = 27 г + 33,73 г ≈ 60,73 г.

8. Теперь мы можем найти массовую долю хлорида меди (II) в исходном растворе, вычисляем массу исходного раствора:

м(исходного раствора) = 180 г (образовавшийся раствор) + 25 г (магний) + (м(исходного раствора) - 27 г (CuCl2 в образовавшемся растворе)).

9. Нам нужно выяснить массу какого количества исходного раствора у нас было, чтобы организовать 60,73 г CuCl2 в растворе.

Сначала подсчитаем полную массу раствора. Зная массу хлорида меди в последнем растворе, можем найти, что в действительности в первоначальном было всего:

В исходном растворе была собственная часть массы CuCl2 плюс невыпаренная вода:

м(исходного раствора) = 180 г - 27 г + 33,73 г = 186,73 г.

10. Теперь находим массовую долю хлорида меди в исходном растворе:

массовая доля CuCl2 = м(CuCl2, исходное) / м(исходного раствора + вода) × 100%

м(исходного раствора) = 186,73 г.

массовая доля CuCl2 = (60,73 г / (186,73 г)) × 100% ≈ 32,5%.

Ответ:
Массовая доля хлорида меди (II) в исходном растворе составляет примерно 32,5%.
от