Химия
8 класс
Вопрос
Из двух одинаковых цинковых пластинок массой 10 г каждая одну опустили в раствор $FeSO_4$, вторую - в раствор $CdSO_4$. После окончания реакции пластины извлекли из растворов, промыли и высушили, при этом обнаружилось, что первая из них весит 9,049 г., а вторая - 14,702 г. Атомные массы $Zn$, $Fe$ и $Cd$ равны соответственно 65,38; 55,84 и 112,4. Элементы приведены в последовательности ряда напряжения металлов, причем во всех случаях металлы проявляют одинаковую степень окисления, равную +2.
а. Объясните потерю массы первой и возрастание массы второй из цинковых пластинок после реакции.
б. Вычислите массы элементов, которые прореагировали между собой в обоих случаях.
Ответ
При внесении цинковой пластинки в растворы солей железа (II) и кадмия произошли реакции
$Zn + Fe^{2+} = Fe + Zn^{2+}$, (1)
$Zn + Cd^{2+} = Cd + Zn^{2+}$. (2)
По реакции (1) 1 моль цинка (NULL,38 г) вытесняет из раствора 1 моль железа (NULL,84 г), т. е. изменение массы
$\Delta m_1 \approx 55,84 - 65,38 = -9,54$ г/моль.
В первом растворе масса цинковой пластинки уменьшилась ($\Delta m_1$ - отрицательно) на $10 - 9,046 = 0,954$ г, т. е. в реакцию вступило $0,954 = 9,54 = 0,1$ моля цинка (NULL,538 г), которые вытеснили 5,584 г железа.
Во втором растворе по уравнению реакции (2) 1 моль цинка (NULL,38 г) переходит в раствор, вытесняя 1 моль (NULL,4 г) кадмия, т. е. $\Delta m_2 = 112,4 - 65,38 = 47,02$ г/моль, и масса пластины возрастает ($\Delta m_2$ - положительно). Так как изменение массы пластинки в этом случае составило $14,702 - 10 = 4,702$ г, следовательно, прореагировало $4,702 : 47,02 = 0,1$ моля цинка (NULL,538 г), которые вытеснили 0,1 моля кадмия (NULL,24 г).