Давайте подробно разберем задачу и найдём решение шаг за шагом.
Дано:
- Масса медного изделия: \( m_{медь} = 10\,г \)
- Объем раствора нитрата серебра: \( m_{раствор} = 205\,г \)
- Концентрация раствора: 46%
- Уменьшение содержания нитрата серебра в растворе при серебрении: 17%
Шаг 1. Определим массу нитрата серебра в растворе изначально
Концентрация 46% означает, что в 100 г раствора содержится 46 г нитрата серебра. Тогда:
\[ m_{нитрата\_исходный} = 205\,г \times \frac{46}{100} = 94,3\,г \]
Шаг 2. Определим, сколько нитрата серебра исчезло после серебрения
Если содержание нитрата серебра уменьшилось на 17%, это значит, что:
\[ \Delta m_{нитрата} = 94,3\,г \times 0,17 = 16,03\,г \]
Это количество нитрата серебра, которое использовалось для серебрения медного изделия.
Шаг 3. Определим, сколько серебра образовалось
Предположим, что нитрат серебра полностью опустошает медь, образуя серебро (закон сохранения массы). Тогда:
\[ \text{Масса серебра, образованная} = \text{масса использованного нитрата серебра} \]
Молярные массы:
- \( M_{AgNO_3} \approx 169,87\,г/моль \)
- \( M_{Ag} \approx 107,87\,г/моль \)
- \( M_{Cu} \approx 63,55\,г/моль \)
Из уравнения реакции:
\[ 2\,AgNO_3 + Cu \rightarrow 2\,Ag + Cu(NO_3)_2 \]
Согласно стехиометрии, 2 моля нитрата серебра дают 2 моля серебра, то есть 1 моль нитрата серебра дает 1 моль серебра:
- 1 моль нитрата серебра: 169,87 г
- 1 моль серебра: 107,87 г
Следовательно, масса образованного серебра:
\[ m_{Ag} = \frac{M_{Ag}}{M_{AgNO_3}} \times \text{использованный нитрат} \]
Подставим:
\[ m_{Ag} = \frac{107,87}{169,87} \times 16,03\,г \approx 0,635 \times 16,03\,г \approx 10,19\,г \]
Это — масса серебра, осевшая на медном изделии.
Шаг 4. Определим массу серебра после серебрения
Изначально медное изделие было чистым — 10 г. Теперь на нем осело 10,19 г серебра.
ВАЖНО: В задаче сказано, что масса изделия "после серебрения". Вопрос: какова его масса?
Обратите внимание: при серебрении медь преобразуется в серебро — и, так как масса серебра больше начальной массы медного изделия, значит, изначально в изделие не входила серебро, и оно добавилось.
Масса изделия после серебрения:
\[ m_{итого} = m_{медь} + m_{серебро} \]
Поскольку было добавлено серебро, масса изделия увеличилась:
\[ m_{медь} = 10\,г \] \[ m_{серебро} \approx 10,19\,г \]
Итак,
\[ \boxed{ \text{Масса изделия после серебрения} \approx 10\,г + 10,19\,г = 20,19\,г } \]
Итог
Масса медного изделия после серебрения — примерно 20,19 г.