Дано:
- Масса раствора нитрата свинца (II) = 165,5 г
- Массовая доля нитрата свинца = 7%
- Увеличение массы пластинки = 8,52 г
- Масса осадка с добавлением серной кислоты = 27,27 г
Найти:
- Неизвестный металл.
Решение:
1. Находим массу нитрата свинца (II) в растворе:
Масса нитрата свинца = 165,5 г * 0,07 = 11,585 г.
2. Определяем количество нитрата свинца (молекулярная масса Pb(NO3)2 ≈ 331,2 г/моль):
Количество моль Pb(NO3)2 = 11,585 г / 331,2 г/моль ≈ 0,0350 моль.
3. Реакция пластинки с нитратом свинца имеет вид:
М - металл + Pb(NO3)2 → M(NO3)2 + Pb.
4. После реакции масса пластинки увеличилась на 8,52 г. Это означает, что пластинка приняла 8,52 г осадка свинца (Pb):
Масса Pb = 8,52 г.
5. Находим количество моль свинца (молекулярная масса Pb ≈ 207 г/моль):
Количество моль Pb = 8,52 г / 207 г/моль ≈ 0,0412 моль.
6. Поскольку на каждую 1 моль Pb образуется 1 моль металла, значит:
Количество моль неизвестного металла = 0,0412 моль.
7. Теперь находим остаток раствора, в котором имеется избыток серной кислоты, чтобы выпал осадок сульфата неизвестного металла:
Образуется MSO4, который является осадком, когда добавляется серная кислота.
8. Масса осадка сульфата = 27,27 г. Для определения молекулярной массы неизвестного металла:
Сначала используем молярную массу сульфата (SO4 ≈ 96 г/моль):
Оставшаяся масса = 27,27 г = M + 96 г/моль * n (где n — количество моль M).
9. Находим n, основываясь на количестве моль известного металла присоединяющегося как сульфат:
Общее количество моль MSO4 из осадка = 27,27 г / (M + 96).
10. Уравнение достигается, если равенство по количествам моль:
n = 0,0412 моль → 27,27 г = 0,0412 моль * (M + 96), то есть:
27,27 г ≈ 0,0412 * (M + 96).
11. Переписываем уравнение для нахождения M:
M + 96 = 27,27 / 0,0412 = 661,57.
M = 661,57 - 96 = 565,57 г/моль.
12. По данным о неизвестном металле: численно эквивалент сульфата показывает растворимый сульфат. Наиболее подходящий металл, который соответствует молярной массе и имеет растворимый сульфат — это барий (Ba), который имеет малярную массу ≈ 137 г/моль.
Ответ:
Неизвестный металл — барий (Ba).