Краткое пояснение: Медь вытесняет серебро из раствора нитрата серебра. Увеличение массы пластинки происходит за счет осаждения серебра.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определяем реакцию замещения.
- \[ Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag \downarrow \]
- Шаг 2: Анализируем изменение массы. Масса пластинки увеличилась на 8,0 г. Это означает, что масса осажденного серебра больше массы прореагировавшей меди на 8,0 г.
- Пусть масса прореагировавшей меди равна x г.
- Тогда, по уравнению реакции, масса осажденного серебра равна \( \frac{2 \times 108}{63,5} \times x \) г.
- \[ \frac{216}{63,5} \times x - x = 8 \text{ г} \]
- \[ x \left( \frac{216}{63,5} - 1 \right) = 8 \]
- \[ x \left( \frac{216 - 63,5}{63,5} \right) = 8 \]
- \[ x \left( \frac{152,5}{63,5} \right) = 8 \]
- \[ x = \frac{8 \times 63,5}{152,5} \approx 3,34 \text{ г} \]
- Шаг 3: Рассчитываем массу осажденного серебра.
- \[ m(Ag) = x + 8 = 3,34 + 8 = 11,34 \text{ г} \]
- Шаг 4: Рассчитываем количество вещества серебра.
- \[ n(Ag) = \frac{m(Ag)}{M(Ag)} = \frac{11,34 \text{ г}}{108 \text{ г/моль}} \approx 0,105 \text{ моль} \]
- Шаг 5: По уравнению реакции, количество вещества меди в 2 раза меньше количества вещества серебра.
- \[ n(Cu) = \frac{1}{2} n(Ag) = \frac{1}{2} \times 0,105 \text{ моль} \approx 0,0525 \text{ моль} \]
- Шаг 6: Рассчитываем массу образовавшейся соли Cu(NO3)2.
- \[ m(Cu(NO_3)_2) = n(Cu) \times M(Cu(NO_3)_2) \]
- Молярная масса Cu(NO3)2 = 63,5 + 2 * (14 + 3*16) = 63,5 + 2 * 62 = 63,5 + 124 = 187,5 г/моль.
- \[ m(Cu(NO_3)_2) = 0,0525 \text{ моль} \times 187,5 \text{ г/моль} \approx 9,84 \text{ г} \]
- Шаг 7: Рассчитываем массовую долю Cu(NO3)2 в растворе.
- Начальная масса раствора AgNO3 = 121 г.
- Масса осажденного серебра = 11,34 г.
- Масса прореагировавшей меди = 3,34 г.
- Конечная масса раствора = начальная масса раствора - масса осажденного серебра + масса прореагировавшей меди = 121 - 11,34 + 3,34 = 113 г.
- \[ \text{Массовая доля } Cu(NO_3)_2 = \frac{m(Cu(NO_3)_2)}{\text{Конечная масса раствора}} \times 100\% \]
- \[ \text{Массовая доля } Cu(NO_3)_2 = \frac{9,84 \text{ г}}{113 \text{ г}} \times 100\% \approx 8,71\% \]
Ответ: Массовая доля Cu(NO3)2 в растворе составляет приблизительно 8,71%.