Дано:
- Масса раствора = 150 г
- Массовая доля нитрата магния = 4,9%
- Массовая доля нитрата железа (II) = 19,2%
- Массовая доля нитрата свинца (II) = 22%
- Масса порошка цинка = 19,5 г
Найти:
- Какие металлы будут выделены и их масса.
Решение:
1. Находим массу каждого из нитратов в растворе:
- Масса нитрата магния (Mg(NO3)2) = 150 г * 0,049 = 7,35 г.
- Масса нитрата железа (II) (Fe(NO3)2) = 150 г * 0,192 = 28,8 г.
- Масса нитрата свинца (II) (Pb(NO3)2) = 150 г * 0,22 = 33,0 г.
2. Найдем количество молей каждого из нитратов:
- Молярная масса Mg(NO3)2 = 24,31 + 2*(14,01 + 3*16) = 148,31 г/моль.
- Молярная масса Fe(NO3)2 = 55,85 + 2*(14,01 + 3*16) = 169,87 г/моль.
- Молярная масса Pb(NO3)2 = 207,2 + 2*(14,01 + 3*16) = 331,2 г/моль.
Количества моль:
- Количество моль Mg(NO3)2 = 7,35 г / 148,31 г/моль ≈ 0,0496 моль.
- Количество моль Fe(NO3)2 = 28,8 г / 169,87 г/моль ≈ 0,169 моль.
- Количество моль Pb(NO3)2 = 33,0 г / 331,2 г/моль ≈ 0,0997 моль.
3. Реакции, происходящие с добавлением цинка:
- Zn + Mg(NO3)2 → Mg + Zn(NO3)2
- Zn + Fe(NO3)2 → Fe + Zn(NO3)2
- Zn + Pb(NO3)2 → Pb + Zn(NO3)2
4. Процесс вытеснения:
- Цинк может вытеснять магний, железо и свинец, так как он стоит выше в ряду активности.
5. Выделенные металлы:
- Mg: 0,0496 моль
- Fe: 0,169 моль
- Pb: 0,0997 моль
6. Определяем массу выделенных металлов:
- Масса магния = 0,0496 моль * 24,31 г/моль = 1,206 г.
- Масса железа = 0,169 моль * 55,85 г/моль = 9,429 г.
- Масса свинца = 0,0997 моль * 207,2 г/моль = 20,67 г.
7. Определяем общую массу выделенных металлов:
- Общая масса = 1,206 г (Mg) + 9,429 г (Fe) + 20,67 г (Pb) = 31,305 г.
Ответ:
Из раствора будут выделены магний, железо и свинец. Общая масса выделенных металлов составляет 31,305 г.