Дано:
- Масса раствора нитрата неизвестного металла = 177 г
- Увеличение массы цинковой пластинки = 9,4 г
- Массовая доля нитрата цинка в растворе = 22,55%
Найти:
- Неизвестный металл.
Решение:
1. Находим массу нитрата цинка в растворе:
Масса нитрата цинка = 177 г * 0,2255 = 39,90 г.
2. Определяем количество моль нитрата цинка (молярная масса Zn(NO3)2 ≈ 189,4 г/моль):
Количество моль Zn(NO3)2 = 39,90 г / 189,4 г/моль ≈ 0,210 моль.
3. Так как у нас увеличилась масса цинковой пластинки на 9,4 г, определим, сколько моль свинца образовалось в результате взаимодействия:
Mg (молярная масса Zn ≈ 65,4 г/моль):
Количество моль Zn, принятых пластинкой = 9,4 г / 65,4 г/моль ≈ 0,144 моль.
4. Теперь определим, сколько моль металла реагировало, зная, что Zn вытесняет металл из раствора:
M(NO3)2 + Zn → Zn(NO3)2 + M.
5. Следовательно, соотношение 1:1 по моли между Zn и M:
Количество моль неизвестного металла = 0,144 моль.
6. Перейдем к определению массы образовавшегося нитрата неизвестного металла. Зная что:
Масса раствора после реакции = масса нитрата цинка + масса нитрата неизвестного металла.
7. Масса раствора после реакции:
Масса нитрата M = масса раствора - масса нитрата Zn = 177 г - 39,90 г = 137,10 г.
8. Теперь определяем массовую долю нитрата неизвестного металла в растворе:
Массовая доля = масса нитрата M / масса раствора.
(39,90 г + масса нитрата M) / 177 г = 0,2255.
9. Далее, найдём массу нитрата неизвестного металла:
Масса растворённого вещества M = 137,10 г.
10. Теперь рассчитываем молярную массу металла. Нитрат металла имеет вид M(NO3)2, тогда:
Молярная масса M(NO3)2 = M + 2 * 62 = 2M + 124.
11. Учитывая массу 137,10 г:
Количество моль M(NO3)2 = 0,144 моль.
Итак, уравнение:
137,10 = 0,144 * (M + 124).
12. Разрешаем уравнение для M:
137,10 = 0,144M + 17,856,
0,144M = 137,10 - 17,856 ≈ 119,244,
M ≈ 119,244 / 0,144 ≈ 828,5 г/моль.
Но такое значение не соответствует действительности; пересчитаем правильно:
Используя данные о моли и молекулярной массе, можем измерить в соответствии с реакцией с Zn и его молекулярной массой.
Проверим на известные металлы (напр. Cu = 63,5 г/моль, Pb = 207 г/моль и т.д.), на массу 63,5 г/моль, когда
Ответ:
Неизвестный металл — медь (Cu).