Номер 6, страница 218 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

6. В 980 г 5%-го раствора фосфорной кислоты растворили 152 г оксида фосфора (V). Вычислите массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе.

Дано:

$m_{р-ра1}(H_3PO_4) = 980$ г

$\omega_1(H_3PO_4) = 5\%$ (или 0.05)

$m(P_2O_5) = 152$ г

Найти:

$\omega_{конечн}(H_3PO_4)$ — ?

Решение:

1. Определим массу фосфорной кислоты ($H_3PO_4$) и воды в исходном растворе.

Масса фосфорной кислоты в исходном растворе:

$m_1(H_3PO_4) = m_{р-ра1} \cdot \omega_1(H_3PO_4) = 980 \text{ г} \cdot 0.05 = 49$ г.

2. При растворении оксида фосфора(V) ($P_2O_5$) в воде происходит химическая реакция с образованием фосфорной кислоты. Уравнение реакции:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

3. Рассчитаем массу фосфорной кислоты, которая дополнительно образовалась в результате реакции. Для этого вычислим молярные массы реагента и продукта:

Молярная масса оксида фосфора(V):

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

Молярная масса фосфорной кислоты:

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

По уравнению реакции, из 142 г $P_2O_5$ образуется $2 \cdot 98 = 196$ г $H_3PO_4$. Составим пропорцию, чтобы найти массу $H_3PO_4$, образовавшуюся из 152 г $P_2O_5$:

$m_{прод}(H_3PO_4) = m(P_2O_5) \cdot \frac{2 \cdot M(H_3PO_4)}{M(P_2O_5)} = 152 \text{ г} \cdot \frac{196 \text{ г/моль}}{142 \text{ г/моль}} \approx 209.86$ г.

4. Найдем общую массу фосфорной кислоты в конечном растворе. Она равна сумме массы кислоты в исходном растворе и массы кислоты, образовавшейся в реакции:

$m_{конечн}(H_3PO_4) = m_1(H_3PO_4) + m_{прод}(H_3PO_4) = 49 \text{ г} + 209.86 \text{ г} = 258.86$ г.

5. Найдем массу конечного раствора. Она равна сумме массы исходного раствора и массы добавленного оксида фосфора(V):

$m_{р-ра, конечн} = m_{р-ра1} + m(P_2O_5) = 980 \text{ г} + 152 \text{ г} = 1132$ г.

6. Вычислим массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе по формуле:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

$\omega_{конечн}(H_3PO_4) = \frac{m_{конечн}(H_3PO_4)}{m_{р-ра, конечн}} \cdot 100\% = \frac{258.86 \text{ г}}{1132 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 22.87\%$

Ответ: массовая доля фосфорной кислоты в полученном растворе составляет 22.87%.