Номер 13, страница 131 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 27. Сплавы. Глава 2. Общие свойства металлов - номер 13, страница 131.

Условие.

13. Медную пластинку массой 50 г опустили в раствор нитрата ртути(II). Масса медной пластинки после промывания и высушивания увеличилась на 4,11 г. Затем пластинку нагревали до тех пор, пока она не приняла первоначальный цвет. Чему равна масса пластинки после нагревания?

Решение.

Решение 2.

Дано:
Начальная масса медной пластинки $m_{1} = 50$ г
Увеличение массы пластинки $\Delta m = 4,11$ г

Найти:
Массу пластинки после нагревания $m_{2}$

Решение:

1. Когда медную пластинку опускают в раствор нитрата ртути(II), происходит реакция замещения, так как медь является более активным металлом, чем ртуть. Медь с пластинки переходит в раствор, а ртуть из раствора оседает на пластинке. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$Cu\text{(тв)} + Hg(NO_3)_2\text{(p-p)} \rightarrow Cu(NO_3)_2\text{(p-p)} + Hg\text{(тв)}$

2. Увеличение массы пластинки происходит из-за того, что масса осевшей ртути больше массы растворившейся меди. Найдем молярные массы меди и ртути (используем округленные значения, стандартные для школьных задач):

$M(Cu) \approx 64$ г/моль

$M(Hg) \approx 201$ г/моль

3. Обозначим количество вещества меди, вступившей в реакцию, через $x$ моль. Согласно уравнению реакции, количество вещества осевшей ртути также будет равно $x$ моль.

Масса растворившейся меди: $m(Cu)_{\text{раств.}} = n(Cu) \cdot M(Cu) = x \cdot 64$ (г).

Масса осевшей ртути: $m(Hg)_{\text{осевш.}} = n(Hg) \cdot M(Hg) = x \cdot 201$ (г).

4. Изменение массы пластинки $(\Delta m)$ равно разности масс осевшей ртути и растворившейся меди:

$\Delta m = m(Hg)_{\text{осевш.}} - m(Cu)_{\text{раств.}}$

Подставим известные значения:

$4,11 = 201x - 64x$

$4,11 = 137x$

5. Теперь найдем значение $x$:

$x = \frac{4,11}{137} = 0,03$ моль

Таким образом, в реакцию вступило 0,03 моль меди.

6. Рассчитаем массу меди, которая растворилась с пластинки:

$m(Cu)_{\text{раств.}} = 0,03 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 1,92$ г

7. В условии сказано, что пластинку нагревали до тех пор, пока она не приняла первоначальный цвет. Это означает, что вся осевшая на ней ртуть испарилась (температура кипения ртути значительно ниже, чем у меди). Следовательно, после нагревания на пластинке осталась только медь.

8. Масса пластинки после нагревания ($m_2$) будет равна ее начальной массе ($m_1$) за вычетом массы растворившейся меди:

$m_{2} = m_{1} - m(Cu)_{\text{раств.}}$

$m_{2} = 50 \text{ г} - 1,92 \text{ г} = 48,08$ г

Ответ: масса пластинки после нагревания равна 48,08 г.