Номер 26, страница 8 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 1. Задачи на вычисление количества, массы или объёма продукта реакции, если одно из исходных веществ взято в избытке - номер 26, страница 8.

Условие.

26. Какая соль образуется, если к раствору, содержащему 7,35 г фосфорной кислоты, добавить раствор, содержащий 6 г гидроксида натрия? Рассчитайте массу этой соли.

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса фосфорной кислоты $m(H_3PO_4) = 7,35 \text{ г}$

масса гидроксида натрия $m(NaOH) = 6 \text{ г}$

Найти:

формулу соли - ?

массу соли $m(\text{соли})$ - ?

Решение:

Фосфорная кислота является трехосновной, и ее реакция с гидроксидом натрия может приводить к образованию трех различных солей в зависимости от мольного соотношения реагентов:

1. $H_3PO_4 + NaOH \rightarrow NaH_2PO_4 + H_2O$ (соотношение 1:1, образуется дигидрофосфат натрия)

2. $H_3PO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2HPO_4 + 2H_2O$ (соотношение 1:2, образуется гидрофосфат натрия)

3. $H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$ (соотношение 1:3, образуется фосфат натрия)

Чтобы определить, какая соль образуется, необходимо найти количество вещества (моль) каждого реагента и их соотношение.

Вычислим молярные массы реагентов:

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

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

Найдем количество вещества (моль) каждого реагента по формуле $\nu = m/M$:

$\nu(H_3PO_4) = \frac{7,35 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,075 \text{ моль}$

$\nu(NaOH) = \frac{6 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,15 \text{ моль}$

Определим соотношение количеств веществ реагентов:

$\frac{\nu(NaOH)}{\nu(H_3PO_4)} = \frac{0,15 \text{ моль}}{0,075 \text{ моль}} = 2$

Соотношение реагентов составляет 2:1. Это означает, что реакция протекает по второму уравнению с образованием гидрофосфата натрия:

$H_3PO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2HPO_4 + 2H_2O$

Таким образом, образуется соль - гидрофосфат натрия ($Na_2HPO_4$).

Теперь рассчитаем массу образовавшейся соли. Поскольку реагенты находятся в точном стехиометрическом соотношении, расчет можно вести по любому из них. По уравнению реакции, из 1 моль $H_3PO_4$ образуется 1 моль $Na_2HPO_4$. Следовательно, количество вещества соли равно количеству вещества кислоты:

$\nu(Na_2HPO_4) = \nu(H_3PO_4) = 0,075 \text{ моль}$

Вычислим молярную массу гидрофосфата натрия:

$M(Na_2HPO_4) = 23 \cdot 2 + 1 + 31 + 16 \cdot 4 = 46 + 1 + 31 + 64 = 142 \text{ г/моль}$

Найдем массу образовавшейся соли по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(Na_2HPO_4) = 0,075 \text{ моль} \cdot 142 \text{ г/моль} = 10,65 \text{ г}$

Ответ: образуется гидрофосфат натрия ($Na_2HPO_4$); масса соли составляет 10,65 г.