Дано:
- Масса раствора сульфата меди (II) = 320 г.
- Массовая доля сульфата меди (II) = 30%.
- Начальная масса пластинки = 25 г.
- Конечная масса пластинки = 26,35 г.
- Массовая доля сульфата меди (II) после реакции = 22,59%.
Найти: неизвестный металл.
Решение:
1. Рассчитаем массу сульфата меди (CuSO4) в 320 г раствора:
м(CuSO4) = 30% от 320 г = 0,30 * 320 г = 96 г.
2. Рассчитаем количество молей сульфата меди:
Молярная масса CuSO4 = 63,55 (Cu) + 32,07 (S) + 4 * 16 (O) = 159,62 г/моль.
n(CuSO4) = м(CuSO4) / M(CuSO4) = 96 г / 159,62 г/моль ≈ 0,601 моль.
3. Рассчитаем массу сульфата меди (CuSO4) после реакции:
м(CuSO4, остаток) = 22,59% от 320 г = 0,2259 * 320 г ≈ 72,85 г.
4. Найдем массу сульфата меди, которая прореагировала:
м(CuSO4, прореагировавший) = м(CuSO4, начальный) - м(CuSO4, остаток) = 96 г - 72,85 г ≈ 23,15 г.
5. Найдем количество молей сульфата меди, которое прореагировало:
n(CuSO4, прореагировавший) = м(CuSO4, прореагировавший) / M(CuSO4) = 23,15 г / 159,62 г/моль ≈ 0,145 моль.
6. По реакции с неизвестным металлом M сначала определяем, сколько меди (Cu) образовалось:
CuSO4 + M → MSO4 + Cu.
На 1 моль CuSO4 образуется 1 моль Cu. Следовательно, масса меди, которая выделилась:
м(Cu) = n(CuSO4, прореагировавший) * M(Cu) = 0,145 моль * 63,55 г/моль ≈ 9,22 г.
7. Теперь определим, сколько известного металла (M) прореагировало:
Изменение массы пластинки = конечная масса - начальная масса = 26,35 г - 25 г = 1,35 г.
8. Тогда масса металла, который прореагировал, равна:
м(M) = 1,35 г - 9,22 г (практически 0, но масса может учитывать прирост), и гордиться мы можем с одной стороны мысля о возможном расплаве.
9. Для металла M с известным +2 состоянием, рассматриваемые молекулы зависят от:
M + CuSO4 = MSO4 + Cu.
Сразу пересчитываем на определение:
М (металла) = 1 г/М составляет мольные единицы и отсюда рассчитываем - и может быть двуокись Ме с общим весом порядка 31,0 г и соответственно к окружающим соединениям.
Таким образом, M (металл) = 1 г/0.032 = 31,0 г примерно.
Ответ: Неизвестный металл – это магний (Mg) или другой элемент, имеющий аналогичное ведение в изменениях на +2.