Номер 5-68, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-68. Фосфорный ангидрид, полученный при сгорании 6,2 г фосфора, обработали избытком щелочи. Вычислите массу образовавшегося фосфата натрия.

Дано:

$m(P) = 6,2$ г

Найти:

$m(Na_3PO_4) - ?$

Решение:

1. Составим уравнения химических реакций, описанных в задаче.

Сначала фосфор сгорает в кислороде, образуя фосфорный ангидрид (оксид фосфора(V)):

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Затем фосфорный ангидрид реагирует с избытком щелочи (в данном случае, гидроксида натрия, так как в продуктах фосфат натрия), образуя фосфат натрия и воду. Так как щелочь в избытке, образуется средняя соль:

$P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

2. Найдем количество вещества (в молях) исходного фосфора. Молярная масса фосфора $M(P) \approx 31$ г/моль.

$n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{6,2 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль

3. Рассчитаем количество вещества образовавшегося фосфата натрия, используя стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций.

По первому уравнению, из 4 моль фосфора ($P$) образуется 2 моль оксида фосфора(V) ($P_2O_5$). Таким образом, количество вещества $P_2O_5$ в два раза меньше количества вещества $P$:

$n(P_2O_5) = \frac{n(P)}{2} = \frac{0,2 \text{ моль}}{2} = 0,1$ моль

По второму уравнению, из 1 моль $P_2O_5$ образуется 2 моль фосфата натрия ($Na_3PO_4$). Следовательно, количество вещества $Na_3PO_4$ в два раза больше количества вещества $P_2O_5$:

$n(Na_3PO_4) = 2 \cdot n(P_2O_5) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2$ моль

Таким образом, весь фосфор из исходного образца перешел в конечный продукт, и количество вещества фосфата натрия равно исходному количеству вещества фосфора: $n(Na_3PO_4) = n(P)$.

4. Вычислим массу образовавшегося фосфата натрия ($Na_3PO_4$).

Сначала найдем молярную массу фосфата натрия:

$M(Na_3PO_4) = 3 \cdot M(Na) + M(P) + 4 \cdot M(O) = 3 \cdot 23 + 31 + 4 \cdot 16 = 69 + 31 + 64 = 164$ г/моль

Теперь рассчитаем массу $Na_3PO_4$:

$m(Na_3PO_4) = n(Na_3PO_4) \cdot M(Na_3PO_4) = 0,2 \text{ моль} \cdot 164 \text{ г/моль} = 32,8$ г

Ответ: масса образовавшегося фосфата натрия равна 32,8 г.