2023-01-18
В раствор, содержащий 3,2 г безводного сульфата меди и 6,24 г безводного сульфата кадмия, погрузили цинковую пластинку. Определить, на сколько увеличится масса пластинки, если полностью вытеснить из раствора медь и кадмии.
Решение:
Реакция вытеснения меди и кадмия цинком из их сульфатов в растворе происходит по таким уравнениям:
$\underset{160}{ \underline{CuSO_{4}}} + \underset{65}{ \underline{Zn}} = ZnSO_{4} + \underset{64}{ \underline{Cu}}$;
$\underset{208}{ \underline{CdSO_{4}}} + \underset{65}{ \underline{Zn}} = ZnSO_{4} + \underset{112}{ \underline{Cd}}$.
Первый способ. По условию задачи дано 3,2 г, или $\frac{3,2}{160} = 0,02$ моль, сульфата меди, содержащего 0,02 моль меди, и 6,24 г, или $\frac{6,24}{208} = 0,03$ моль, сульфата кадмия, содержащего 0,03 моль кадмия. При выделении на цинковой плавке 0,02 моль, или $0,02 ]cdot 64 = 1,28$ г, меди 0,02 моль, или $0,02 \cdot 65 = 1,3$ г, цинка перейдут в раствор и масса цинковой пластинки уменьшится на 0,02 г ($1,3 - 1,28 = 0,02$). При выделении на цинковой пластинке 0,03 моль, или $0,03 \cdot 112 = 3,36$ г, кадмия 0,03 моль, или $0,03 \cdot 65 = 1,95$ г, цинка перейдут в раствор и масса пластинки увеличится на 1,41 г ($3,36 - 1,95 = 1,41$). В целом масса цинковой пластинки увеличится на 1,39 г ($1,41 - 0,02 = 1,39$).
Второй способ. По условию задачи в растворе содержалось с сульфата меди и 6,24 г сульфата кадмия. Из формулы сульфата меди видно,
в 160 г $CuSO_{4}$ содержатся 64 г $Cu$,
в 3,2 г $CuSO_{4}$ содержатся $x$ г $Cu$,
$x = \frac {64 \cdot 3,2}{160} = 1,28$.
Из уравнения реакции вытеснения меди цинком видно, что
при выделении 64 г $Cu$ в раствор переходят 65 г $Zn$,
при выделении 1,28 г $Cu$ в раствор переходят $x_{1}$ г $Zn$,
$x_{1} = \frac {65 \cdot 1,28}{64} = 1,3$ г.
Следовательно, при вытеснении меди масса цинковой пластинки уменьшилась на 0,02 г ($1,3 - 1,28 = 0,02$). Из формулы сульфата кадмия видно, что
в 208 г $CdSO_{4}$ содержатся 112 г $Cd$,
в 6,24 г $CdSO_{4}$ содержатся $x_{2}$ г $Cd$,
$x_{2} = \frac {112 \cdot 6,24}{208} = 3,36$ г.
Из уравнения вытеснения кадмия цинком видно, что
при выделении 112 г $Cd$ в раствор переходят 65 г $Zn$,
при выделении 3,36 г $Cd$ в раствор переходят $x_{3}$ г $Zn$,
$x_{3} = \frac {65 \cdot 3,36}{112} = 1,95$
Масса цинковой пластинки увеличится на 1,41 г ($3,36 - 1,95 = 1,41$) Значит, при выделении на цинковой пластинке 1,28 г меди и 3,36 г кадмия масса цинковой пластинки увеличится на 1,39 г ($1,41 - 0,02 = 1,39$).