Номер 6, страница 96 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 20. Фосфорный ангидрид и фосфорные кислоты. Глава 1. Неметаллы - номер 6, страница 96.

Условие.

6. Определите массу 20%-го раствора фосфорной кислоты, который можно получить из 7,1 г фосфорного ангидрида.

Решение.

Решение 2.

6. Дано:

Масса фосфорного ангидрида ($P_2O_5$) $m(P_2O_5) = 7,1$ г.
Массовая доля фосфорной кислоты в растворе $\omega(H_3PO_4) = 20\% = 0,2$.

Найти:

Массу 20%-го раствора фосфорной кислоты $m(раствора H_3PO_4)$ - ?

Решение:

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

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

2. Рассчитаем молярные массы фосфорного ангидрида и фосфорной кислоты, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(P) = 31$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса фосфорного ангидрида ($P_2O_5$):

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

Молярная масса фосфорной кислоты ($H_3PO_4$):

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

3. Найдем количество вещества (число молей) фосфорного ангидрида, вступившего в реакцию, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(P_2O_5) = \frac{m(P_2O_5)}{M(P_2O_5)} = \frac{7,1 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль.

4. По уравнению реакции определим количество вещества фосфорной кислоты, которая образуется. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 1 моль $P_2O_5$ образуется 2 моль $H_3PO_4$. Следовательно, соотношение количеств веществ $n(P_2O_5) : n(H_3PO_4)$ составляет 1:2.

$n(H_3PO_4) = 2 \cdot n(P_2O_5) = 2 \cdot 0,05 \text{ моль} = 0,1$ моль.

5. Вычислим массу образовавшейся фосфорной кислоты. Эта масса будет являться массой растворенного вещества в конечном растворе. Используем формулу $m = n \cdot M$:

$m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4) \cdot M(H_3PO_4) = 0,1 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 9,8$ г.

6. Зная массу растворенного вещества ($H_3PO_4$) и его массовую долю в растворе (20%), найдем массу всего раствора. Массовая доля вещества в растворе определяется по формуле:

$\omega(вещества) = \frac{m(вещества)}{m(раствора)}$

Отсюда выразим массу раствора:

$m(раствора) = \frac{m(вещества)}{\omega(вещества)}$

Подставим наши значения:

$m(раствора H_3PO_4) = \frac{m(H_3PO_4)}{\omega(H_3PO_4)} = \frac{9,8 \text{ г}}{0,2} = 49$ г.

Ответ: масса 20%-го раствора фосфорной кислоты, который можно получить, составляет 49 г.