Номер 6, страница 86 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. В 500 мл воды растворили 71 г оксида фосфора(V). Найдите массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе.

Дано:

Решение:

Дано:

$V(H_2O) = 500 \text{ мл}$

$m(P_2O_5) = 71 \text{ г}$

Примем плотность воды $\rho(H_2O) = 1 \text{ г/мл}$

Найти:

$\omega(H_3PO_4) - ?$

Решение:

1. При растворении оксида фосфора(V) в воде происходит химическая реакция, в результате которой образуется ортофосфорная (фосфорная) кислота. Запишем уравнение этой реакции:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

2. Рассчитаем молярные массы оксида фосфора(V) и фосфорной кислоты, используя относительные атомные массы элементов (P ≈ 31, O ≈ 16, H ≈ 1):

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

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

3. Найдем количество вещества (в молях) оксида фосфора(V), которое вступило в реакцию:

$\nu(P_2O_5) = \frac{m(P_2O_5)}{M(P_2O_5)} = \frac{71 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $P_2O_5$ образуется 2 моль $H_3PO_4$. Используя эту стехиометрическую пропорцию, найдем количество вещества образовавшейся фосфорной кислоты:

$\nu(H_3PO_4) = 2 \cdot \nu(P_2O_5) = 2 \cdot 0.5 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу фосфорной кислоты, которая образовалась в результате реакции:

$m(H_3PO_4) = \nu(H_3PO_4) \cdot M(H_3PO_4) = 1 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 98 \text{ г}$

6. Для нахождения массовой доли кислоты нам нужна общая масса раствора. По закону сохранения массы, масса конечного раствора равна сумме масс исходных компонентов (воды и оксида фосфора).

Сначала найдем массу воды:

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 500 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 500 \text{ г}$

Теперь найдем общую массу раствора:

$m_{раствора} = m(H_2O) + m(P_2O_5) = 500 \text{ г} + 71 \text{ г} = 571 \text{ г}$

7. Наконец, рассчитаем массовую долю ($\omega$) фосфорной кислоты в полученном растворе по формуле:

$\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

$\omega(H_3PO_4) = \frac{m(H_3PO_4)}{m_{раствора}} \cdot 100\% = \frac{98 \text{ г}}{571 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 17.16\%$

Ответ: массовая доля фосфорной кислоты в полученном растворе составляет 17.16%.