Масса железной пластинки опущенной в раствор медного купороса увеличивается объясните наблюдаемое явление

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Увеличение массы железной пластинки при погружении в раствор сульфата меди ( CuSO4cap C u cap S cap O sub 4, медный купорос) объясняется протеканием химической реакции замещения. Этот процесс обусловлен разницей в химической активности металлов. Химическая суть процесса Железо ( Fecap F e) находится в электрохимическом ряду напряжений левее меди ( Cucap C u), что означает, что оно является более активным металлом. При контакте пластинки с раствором происходит окислительно-восстановительная реакция: атомы железа переходят в раствор в виде ионов, а ионы меди из раствора восстанавливаются до металлического состояния и осаждаются на поверхности пластинки. Уравнение реакции в молекулярном виде: Fe+CuSO4FeSO4+Cucap F e plus cap C u cap S cap O sub 4 right arrow cap F e cap S cap O sub 4 plus cap C uПолное ионное уравнение: Fe0+Cu2++SO42Fe2++SO42+Cu0cap F e to the 0 power plus cap C u raised to the 2 plus power plus cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power right arrow cap F e raised to the 2 plus power plus cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power plus cap C u to the 0 powerСокращенное ионное уравнение: Fe0+Cu2+Fe2++Cu0cap F e to the 0 power plus cap C u raised to the 2 plus power right arrow cap F e raised to the 2 plus power plus cap C u to the 0 powerПричина изменения массы Изменение массы пластинки зависит от соотношения молярных масс замещающих друг друга металлов. Согласно уравнению реакции, на каждый 1 моль растворившегося железа приходится 1 моль осажденной меди. Сравним молярные массы этих элементов:

  • Молярная масса железа ( M(Fe)cap M open paren cap F e close paren) 56is approximately equal to 56 г/моль. Молярная масса меди ( M(Cu)cap M open paren cap C u close paren) 64is approximately equal to 64 г/моль.

Расчет изменения Разница масс составляет: ΔM=M(Cu)M(Fe)=6456=8 г/мольcap delta cap M equals cap M open paren cap C u close paren minus cap M open paren cap F e close paren equals 64 minus 56 equals 8 г/мольПоскольку медь «тяжелее» железа, каждый раз, когда один атом железа покидает пластинку и заменяется одним атомом меди, общая масса пластинки увеличивается. Визуальные признаки реакции Помимо изменения массы, в ходе эксперимента можно наблюдать следующие явления:

  1. Изменение цвета пластинки: на поверхности железа появляется налет характерного кирпично-красного (розового) цвета — это слой чистой меди.
  2. Изменение цвета раствора: исходный ярко-голубой цвет сульфата меди постепенно бледнеет или приобретает зеленоватый оттенок из-за образования сульфата железа (II) ( FeSO4cap F e cap S cap O sub 4).

Я могу составить для вас расчетную задачу на основе этой реакции, если вы хотите закрепить материал на конкретных цифрах.

Форма ответа

Ваш аватар