Номер 10, страница 96 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 20. Фосфорный ангидрид и фосфорные кислоты. Глава 1. Неметаллы - номер 10, страница 96.

Условие.

10. Из 42,60 г фосфорного ангидрида было получено 55,86 г ортофосфорной кислоты. Определите выход продукта.

Решение.

Решение 2.

10. Дано:

$m(P_2O_5) = 42,60 \text{ г}$

$m_{практ.}(H_3PO_4) = 55,86 \text{ г}$

Найти:

$\eta(H_3PO_4) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции получения ортофосфорной кислоты из фосфорного ангидрида (оксида фосфора(V)) и воды:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

2. Рассчитаем молярные массы реагента и продукта, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(P) \approx 31$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

$M(P_2O_5) = 2 \cdot Ar(P) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}$

$M(H_3PO_4) = 3 \cdot Ar(H) + Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) фосфорного ангидрида, вступившего в реакцию:

$n(P_2O_5) = \frac{m(P_2O_5)}{M(P_2O_5)} = \frac{42,60 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества ортофосфорной кислоты, которое могло бы образоваться. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 1 моль $P_2O_5$ образуется 2 моль $H_3PO_4$.

$n_{теор.}(H_3PO_4) = 2 \cdot n(P_2O_5) = 2 \cdot 0,3 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретическую массу ортофосфорной кислоты, которая соответствует 100% выходу продукта:

$m_{теор.}(H_3PO_4) = n_{теор.}(H_3PO_4) \cdot M(H_3PO_4) = 0,6 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 58,8 \text{ г}$

6. Определим выход продукта ($\eta$) как отношение практически полученной массы к теоретически возможной массе, выраженное в процентах:

$\eta = \frac{m_{практ.}(H_3PO_4)}{m_{теор.}(H_3PO_4)} \cdot 100\% = \frac{55,86 \text{ г}}{58,8 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,95 \cdot 100\% = 95\%$

Ответ: выход продукта составляет 95%.