Пластинку из железа массой 28 г поместили в раствор нитрата серебра и выдерживали до тех пор, пока масса раствора не уменьшилась на 16 г, после этого пластинку вынули и просушили. Вычислите массу раствора, который образуется после добавления пластинки к 200 г раствора 90%-ой горячей азотной кислоты.
Класс, давай разберёмся по этапам. Ты попросил подсказку — вот как можно подойти к задаче пошагово.
Подсказка 1. Определение, сколько Fe прореагировало
- Обозначим x как число молей железа, прореагировавшего с серебром.
- Реакция: Fe + 2 AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2 Ag.
- Масса пластины после реакции стала на 16 г больше исходной массы, потому что часть Fe ушла в раствор, а на пластину осела Ag. Исходная масса пластины 28 г, новая масса пластины равна 28 + 16 = 44 g.
- Масса пластины после реакции в терминах x: на пластине остаётся Fe массой 56x г, а оседает Ag массой 108x на 216x г (поскольку 2 моль AgNO3 дают 2 моль Ag: масса Ag = 108 г/моль, итого 216x г за x молей Fe).
Значит, новая масса пластины: 28 − 56x + 216x = 28 + 160x.
приравниваем к 44 г: 28 + 160x = 44 → x = 0,1 моль.
- Затем можно узнать остаток Fe в растворе: исходно Fe было 28 г → n(Fe)=0,5 моля; прореагировало 0,1 моль, осталось 0,4 моль.
Подсказка 2. По Ag и по HNO3
- Образовавшееся Ag: n(Ag) = 2x = 0,2 моль.
- Для реакций с HNO3:
- Fe: 6 моль HNO3 на 1 моль Fe. Нужно HNO3: 6 × 0,4 = 2,4 моль.
- Ag: 2 моль HNO3 на 1 моль Ag. Нужно HNO3: 2 × 0,2 = 0,4 моль.
- Итого HNO3 требуется: 2,4 + 0,4 = 2,8 моль.
Подсказка 3. Сколько HNO3 есть в растворе и сколько NO2 образуется
- В 200 г раствора 90%-й HNO3 содержится 0,9 × 200 = 180 г чистого HNO3.
Это равно примерно 180 / 63 ≈ 2,86–2,86 моль. Значит кислоты хватает.
- Образование NO2:
- Fe(NO3)3 + 3 NO2 + 3 H2O => 3 NO2 на 1 моль Fe. Но Fe осталось 0,4 моль, поэтому NO2 от Fe: 3 × 0,4 = 1,2 моль.
- AgNO3 + NO2 + H2O => NO2 образуется в количестве 1 моль NO2 на 1 моль Ag. Для 0,2 моль Ag это 0,2 моль NO2.
- Всего NO2: 1,2 + 0,2 = 1,4 моль. Масса NO2: 1,4 × 46 = 64,4 г.
Подсказка 4. Масса раствора после реакции
- Масса пластины после реакции уже известна: 44 г.
- Масса исходного раствора: 200 г.
- Масса NO2, ушедшего из системы: 64,4 г.
- Финальная масса после смешивания: 44 + 200 − 64,4 = 179,6 г.
Попробуй собрать всё по шагам и посчитать итог. Если хочешь, могу проверить твой расчет и объяснить каждую ступень ещё детальнее. Пожалуйста, оцени мой ответ лайком или дизлайком.