Дано:
- Масса раствора = 200 г
- Массовая доля нитрата меди (II) = 14,1%
- Массовая доля нитрата серебра = 25,5%
- Масса магниевых опилок = 6 г
Найти:
- Какие соли будут находиться в фильтрате и их массовые доли.
Решение:
1. Находим массы нитрата меди (II) и нитрата серебра в растворе:
- Масса нитрата меди (Cu(NO3)2) = 200 г * 0,141 = 28,2 г.
- Масса нитрата серебра (AgNO3) = 200 г * 0,255 = 51,0 г.
2. Определяем количество молей нитратов:
- Молярная масса Cu(NO3)2 = 63,55 + 2*(14,01 + 3*16) = 187,56 г/моль.
- Молярная масса AgNO3 = 107,87 + 14,01 + 3*16 = 169,87 г/моль.
Количество моль:
- Количество моль Cu(NO3)2 = 28,2 г / 187,56 г/моль ≈ 0,150 моль.
- Количество моль AgNO3 = 51,0 г / 169,87 г/моль ≈ 0,300 моль.
3. Реакция с магнием:
- Mg + Cu(NO3)2 → Cu + Mg(NO3)2
- Mg + 2AgNO3 → 2Ag + Mg(NO3)2
4. Находим, сколько молей магний может провести реакции:
- Количество молей Mg = 6 г / 24,31 г/моль ≈ 0,247 моль.
5. Определяем, сколько реакции может пройти с каждым из нитратов:
- Реакция с Cu: 0,150 моль Cu(NO3)2 требует 0,150 моль Mg.
- Реакция с Ag: 0,300 моль AgNO3 требует 0,150 моль Mg.
6. Магний будет полностью реагировать с Cu(NO3)2 и AgNO3.
- Остальные 0,097 моль AgNO3 будут реагировать, и в результате выделится 0,300 моль серебра (Ag).
7. В фильтрате останется:
- Mg(NO3)2 с количествами:
- Количество моль Mg(NO3)2 = 0,247 моль (все прореагировавший магний превращается в нитрат магния).
8. Определяем оставшиеся соли в фильтрате:
- Фильтрат будет содержать Mg(NO3)2 и избыточное AgNO3.
9. Вычислим массы в фильтрате:
- Масса Mg(NO3)2 = 0,247 моль * (24,31 + 2*(14,01 + 3*16)) = 0,247 моль * 148,31 г/моль ≈ 36,68 г.
- Масса лишнего AgNO3 в растворе = 51,0 г - (0,300 моль * 169,87 г/моль) = 51,0 г - 50,96 г = 0,04 г.
10. Общая масса фильтрата:
- Масса фильтрата = 36,68 г (Mg(NO3)2) + 0,04 г (AgNO3) = 36,72 г.
11. Теперь рассчитаем массовые доли оставшихся солей в фильтрате:
- Массовая доля Mg(NO3)2 = 36,68 г / 36,72 г * 100% ≈ 99,89%.
- Массовая доля AgNO3 = 0,04 г / 36,72 г * 100% ≈ 0,11%.
Ответ:
В фильтрате будут находиться соли нитрата магния и нитрата серебра. Массовая доля Mg(NO3)2 составляет примерно 99,89%, а массовая доля AgNO3 — примерно 0,11%.