Чтобы решить эту задачу, начнем с анализа процесса, происходящего в растворе.
Определение начальных данных:
- Имеется 20%-ный раствор сульфата железа(II) массой 150 г.
- Масса цинковой пластинки до погружения равна 20 г.
- Масса цинковой пластинки после вытаскивания равна 18,65 г.
Определение массы сульфата железа(II) в растворе: Сначала найдем массу сульфата железа(II) в 150 г раствора: \[ \text{Масса сульфата железа(II)} = 150 \, \text{г} \times 20\% = 30 \, \text{г} \]
Определение массы воды в растворе: Поскольку раствор состоит из сульфата железа(II) и воды, то масса воды будет: \[ \text{Масса воды} = 150 \, \text{г} - 30 \, \text{г} = 120 \, \text{г} \]
Определение изменения массы цинковой пластинки: Пластинка потеряла: \[ 20 \, \text{г} - 18.65 \, \text{г} = 1.35 \, \text{г} \]
Цинк реагирует с сульфатом железа(II), образуя сульфат цинка и металлическое железо: \[ \text{Zn} + \text{FeSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Fe} \]
То есть, 1.35 г цинка прореагировало с количеством сульфата железа(II).
Определение массы сульфата железа, прореагировавшего с цинком: Молекулярная масса цинка \( \text{Zn} = 65.38 \, \text{г/моль} \) и молекулярная масса сульфата железа(II) \( \text{FeSO}_4 \approx 151.91 \, \text{г/моль} \).
Определим количество прореагировавшего цинка в молях: \[ n(\text{Zn}) = \frac{1.35 \, \text{г}}{65.38 \, \text{г/моль}} \approx 0.0206 \, \text{моль} \]
Поскольку на один моль цинка получается один моль сульфата железа, количество сульфата железа, прореагировавшего с цинком: \[ n(\text{FeSO}_4) = 0.0206 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу прореагировавшего сульфата железа: \[ m(\text{FeSO}_4) = n(\text{FeSO}_4) \times M(\text{FeSO}_4 = 0.0206 \, \text{моль} \times 151.91 \, \text{г/моль} \approx 3.13 \, \text{г} \]
Определение массы оставшегося сульфата железа(II) в растворе: Исходная масса сульфата железа была 30 г, значит, осталась: \[ 30 \, \text{г} - 3.13 \, \text{г} = 26.87 \, \text{г} \]
Определение массы сульфата цинка, образовавшегося в растворе: Так как на один моль цинка образуется один моль сульфата цинка, то масса сульфата цинка: \[ m(\text{ZnSO}_4) = n(\text{Zn}) \times M(\text{ZnSO}_4) = 0.0206 \, \text{моль} \times 161.44 \, \text{г/моль} \approx 3.32 \, \text{г} \]
Итоговые массы солей в растворе:
- Масса оставшегося сульфата железа(II): 26.87 г
- Масса образовавшегося сульфата цинка: 3.32 г
Итак, в оставшемся растворе массы солей составляют:
- Сульфат железа(II): 26.87 г
- Сульфат цинка: 3.32 г.