Железная пластинка массой 40 г была погружена в раствор сульфата меди(II), затем промыта водой и высушена. Масса ее оказалась равной 41,6 г. Сколько граммов металлической меди выделилось из раствора на пластинку? Какой объем 96%-го раствора азотной кислоты (= 1,5 г/мл) необходимо затратить для снятия медного покрытия с пластинки?

Дано:

m(Fe)=40

m₁(Fe)=41,6г.

ρ(HNO₃)=1,5г./мл.

ω(HNO₃)=96%

---------------------------------

V(р-ра HNO₃)-?

1. CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

2. Сколько железа растворилось (окислилось) и ушло в раствор в виде ионов, столько же ионов меди восстановилось до свободной меди и выделилось на железной пластине.

3.Точная молярная масса железа: M( Fe) = 55,847 г/моль

 Точная молярная масса меди:  M(Cu) = 63,546 г/моль

4. Если в раствор уйдет 1 моль железа, то его место займет 1 моль элементарной меди, и масса пластины увеличится на разность атомных масс меди и железа 63,546г./моль - 55,847г./моль = 7,699 г/моль  округлим 7,7г./моль

5. По условию задачи масса увеличилась на 41,6г. – 40г.=1,6г 6. Определим количество вещества меди заместившей железо:

 n(Cu) =1,6г : 7,7г/моль = 0,208 моль

7. Определим массу выделившейся меди:m(Cu)= 0,208 моль х 63,546 г/моль =13,22

8. Ответ: на пластине образовалось 13,22г. меди. соответственно железа в раствор перешло: m1(Fe) = 0,208 моль х 55,847 г/моль = 11,61г.

(Проверим:m(Fe)- m1(Fe)+ m(Cu)=40г.-11,61г+13,22г.=41,6.)

9. Определим молярную массу меди и ее количество вещества в 13,22г.:

M(Cu)=64г./моль

n(Cu)=m(Cu)÷M(Cu)=13.22г.÷ 64г./моль=0,2моль

10.  Запишем уравнение реакции меди с азотной кислотой:

4HNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + H₂O 

- по уравнению реакции:

n(HNO₃)=4моль  n(Cu)=1моль

- по условию задачи: 

n(HNO₃)=4мольх0,2=0,8моль   n(Cu)=0,2моль

11. Определим молярную массу азотной кислоты и ее массу количеством вещества 0,8моль:

M(HNO₃)=1+14+16х3=63г./моль

m(HNO₃)=n(HNO₃)×M(HNO₃)= 0,8моль×63г./моль=50,4г.

12. Определим массу раствора азотной кислоты с массовой долей 96%:

m(р-раHNO₃) = ω%÷m(HNO₃)×100%=96%÷50,4г.×100%=190,4г.

13. Определим объем раствора азотной кислоты:

ρ=m÷V,  отсюда V=m÷ρ

V(HNO₃)=190,4г.÷1,5г./мл=126,9мл.

14. Ответ: на железной пластине выделится 13,22г. меди и для растворения ее необходимо 126,9мл. азотной кислоты