Question

Мідну пластинку масою 20 г занурили в розчин меркурій(ІІ) нітрату. Маса пластинки змінилася на 2,73 г. Після цього пластинку прожарили, і вона набула попереднього вигляду. 1) Збільшилась чи зменшилась маса пластинки після занурення в розчин меркурій(ІІ) нітрату? 2) Як змінилась маса пластинки після прожарювання? 3) Яких запобіжних заходів слід дотримуватися під час прожарювання пластинки і чому? 4) Обчисліть об’єм нітратної кислоти (=4 %, =1,02 г/мл), який витратиться на розчинення міді після прожарювання.

Answer 1

Ответ:

Если до сих пор у нас пропорция содержала цифры, которые отражали явно заданные величины, то для решения задач, в которых указывается разность масс реагентов и продуктов реакции, приходится вводить пропорцию, содержащую строки с мольными и массовыми соотношениями реагирующих веществ.

Рассмотрим условие задачи в общем виде."В превращении веществ по реакции, например, аА+ + bB = cC + dD, известна разность масс, например веществ А и С: т (А) и т(С) (delta.uc.gif (844 bytes)m (АС)). Требуется определить, сколько вещества А вступило в реакцию с веществом В, т. е. найти m(А)". Как уже отмечено, пропорция содержит одну строку с мольными соотношениями и другую - с массовыми. При этом одна из указанных в пропорции строк отражает разницу в молярных массах, другая - в массах:

вступает в реакцию аМ(А) (г) вещества А - получается разница аМ(А) - cm (С);

вступает в реакцию т(А) г вещества А - получается разница delta.uc.gif (844 bytes)m (АС); отсюда

Пример. Медную пластинку массой 20 г опустили в раствор нитрата ртути(II). Масса пластинки увеличилась на 2,73 г. После этого пластинку прокалили и она приобрела первоначальный вид. Как изменилась при этом масса пластинки?

Решение. Уравнение реакции: Cu + Hg(NO3)2 = Cu(NO3)2 + Hg darrow.gif (62 bytes)

Изменение массы пластинки на 1 моль прореагировавшей меди равно 200,5 - 63,5 = 137 (г). Поэтому в реакцию вступило 2,73/137 = 0,02 моль меди. При прокаливании вся ртуть испарится и масса пластинки по сравнению с первоначальной уменьшится на 0,02-63,5=1,27 (г).

Задачи

1. Металлическая пластинка массой 50 г после пребывания в растворе соляной кислоты уменьшилась в массе на 1,68%, при этом выделилось 0,366 л газа. Из какого металла может быть изготовлена пластинка?

2. Две пластинки одинаковой массы изготовлены из одного металла, степень окисления которого в соединениях равна двум. Пластинки опустили в растворы солей меди и серебра одинаковой концентрации; через некоторое время вынули, высушили и взвесили (при этом весь выделенный металл осел на пластинках). Масса первой пластинки увеличилась на 0,8%, второй - на 16%. Из какого металла изготовлены пластинки?

3. При обжиге навески пирита ее масса уменьшилась на 20%. Определите состав (в массовых долях) образовавшейся смеси твердых веществ.

Решения

1. Уравнение реакции:

М + nНСl = МСln + n/2 Н2.

Потеря массы составила 50times.gif (49 bytes)0,0168 = 0,84 (г).

x г металла выделяют n/2times.gif (49 bytes)22,4 л Н2,

0,84 г----"------"-------" 0,336 л Н2,

Если металл одновалентный, т. е.n=1, его относительная атомная масса равна 28 (кремний). Но кремний не растворяется в соляной кислоте и не может быть одновалентным. При n = 2 относительная атомная масса равна 56, т. е. металл - железо. Можно проверить и варианты с n = 3, 4 и убедиться в том, что правильный ответ- только железо.

2. Уравнения происходящих реакций:

M + Cu2+ = Cu + M2+,

M + 2Ag+ = 2Ag + M2+.

Обозначим через А атомную массу металла. Составим пропорцию по первому уравнению: если растворилось А г металла (моль), на пластинке осело бы 64 г меди и разница в массе составила (64-А) г, по условию в случае меди молярная разница (64-А) г соответствует реальной разнице в 0,8%. Аналогично в случае серебра молярная разница (в 216-А) г соответствует реальной разнице в 16%. Имеем суммарную пропорцию:

(64 - А) г соответствует 0,8%,

(216 -A) г_------"-----"-16%,

0,8(216-А) = 16(64 -А), отсюда Ar = 56.

Эту задачу можно решить и более строгим математическим способом. Обозначим массу пластинки через т(г). Пусть прореагировало х моль, или Мх г металла. Тогда выделилось х моль меди и 2х моль серебра или 64x г меди и 216х г серебра

Answer 2

1. Маса пластинки зменшилася після занурення в розчин меркурій(ІІ) нітрату. Вона стала легшою на 2,73 г.

2. Після прожарювання маса пластинки повернулася до попереднього значення. Тобто, маса пластинки не змінилася.

3. Під час прожарювання пластинки слід дотримуватися наступних запобіжних заходів:

   • Проводити прожарювання в добре провітрюваному приміщенні або під витяжкою. Під час прожарювання можуть виділятися шкідливі пари та гази, які потрібно видалити з робочого середовища.

   • Використовувати захисне обладнання, таке як респіратор, захисні окуляри та рукавички. Це допоможе запобігти потраплянню шкідливих речовин на шкіру, очі та дихальні шляхи.

   • Дотримуватися правил безпеки при роботі з високими температурами. Наприклад, використовувати вогнестійкі посудини та пристрої, триматися подалі від відкритого полум'я та інших джерел запалення.

4. Для обчислення об'єму нітратної кислоти, що витратиться на розчинення міді після прожарювання, потрібно знати масу розчиненої міді. В даному контексті немає вказівок щодо маси розчиненої міді, тому не можна точно визначити об'єм витраченої нітратної кислоти. Для розрахунку потрібні додаткові дані.