Номер 2, страница 115, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. В раствор сульфат олова погрузили марганцевую пластинку. После того как пластинку вынули из раствора, промыли и просушили, ее масса увеличилась на 2,56 г. Сколько граммов олова выделилось на пластинке и сколько по массе марганца перешло в раствор?

Ответ: 4,76 г Sn и 2,2 г Mn.

Дано:

Увеличение массы пластинки: $Δm = 2,56$ г

Найти:

Массу выделившегося олова: $m(Sn)$ - ?

Массу перешедшего в раствор марганца: $m(Mn)$ - ?

Решение:

При погружении марганцевой пластинки в раствор сульфата олова(II) происходит реакция замещения, так как марганец является более активным металлом, чем олово (в электрохимическом ряду напряжений металлов марганец стоит левее олова). Марганец вытесняет олово из раствора его соли.

Уравнение химической реакции:

$Mn + SnSO_4 \rightarrow MnSO_4 + Sn$

Из стехиометрии реакции следует, что на каждый 1 моль марганца, перешедшего в раствор в виде ионов $Mn^{2+}$, на пластинке осаждается 1 моль металлического олова. Обозначим количество вещества прореагировавшего марганца и выделившегося олова через $\text{n}$.

$n(Mn)_{раств.} = n(Sn)_{осажд.} = n$

Для расчетов используем молярные массы марганца и олова:

$M(Mn) \approx 55$ г/моль

$M(Sn) \approx 119$ г/моль

Масса пластинки увеличилась, так как масса осаждающегося на ней олова больше массы растворившегося марганца. Увеличение массы пластинки ($Δm$) равно разности между массой выделившегося олова и массой растворившегося марганца.

$Δm = m(Sn) - m(Mn)$

Выразим массы через количество вещества $\text{n}$ и молярные массы $\text{M}$:

$m(Sn) = n \cdot M(Sn)$

$m(Mn) = n \cdot M(Mn)$

Подставим эти выражения в формулу для изменения массы:

$Δm = n \cdot M(Sn) - n \cdot M(Mn) = n \cdot (M(Sn) - M(Mn))$

Из этого уравнения мы можем найти количество вещества $\text{n}$, подставив известные значения:

$2,56 \text{ г} = n \cdot (119 \text{ г/моль} - 55 \text{ г/моль})$

$2,56 = n \cdot 64$

$n = \frac{2,56}{64} = 0,04$ моль

Теперь, зная количество вещества, мы можем рассчитать массы олова и марганца.

Масса олова, выделившегося на пластинке:

$m(Sn) = n \cdot M(Sn) = 0,04 \text{ моль} \cdot 119 \text{ г/моль} = 4,76$ г

Масса марганца, перешедшего в раствор с пластинки:

$m(Mn) = n \cdot M(Mn) = 0,04 \text{ моль} \cdot 55 \text{ г/моль} = 2,2$ г

Ответ: на пластинке выделилось 4,76 г олова, в раствор перешло 2,2 г марганца.