Номер 33, страница 9 - 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 33, страница 9.

Условие.

33. 11,2 л аммиака (н. у.) пропустили через раствор, содержащий 24,5 г фосфорной кислоты. Какая соль и в каком количестве образовалась при этом?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(NH_3) = 11,2$ л (н. у.)

$m(H_3PO_4) = 24,5$ г

Найти:

соль - ?

$n(\text{соли})$ - ?

Решение:

1. Для того чтобы определить, какая соль образуется в результате реакции между аммиаком и фосфорной кислотой, необходимо найти количество вещества каждого из реагентов и их мольное соотношение.

Найдем количество вещества аммиака ($NH_3$). Поскольку объем дан для нормальных условий (н. у.), воспользуемся молярным объемом газов $V_m = 22,4$ л/моль.

$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

2. Найдем количество вещества фосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Для этого сначала рассчитаем ее молярную массу.

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

Теперь можем найти количество вещества кислоты:

$n(H_3PO_4) = \frac{m(H_3PO_4)}{M(H_3PO_4)} = \frac{24,5 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

3. Фосфорная кислота является трехосновной, поэтому ее реакция с аммиаком может приводить к образованию трех разных солей в зависимости от мольного соотношения реагентов:

• $NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow NH_4H_2PO_4$ (дигидрофосфат аммония, соотношение 1:1)
• $2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$ (гидрофосфат аммония, соотношение 2:1)
• $3NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_3PO_4$ (фосфат аммония, соотношение 3:1)

Сравним мольное соотношение аммиака и фосфорной кислоты в нашей задаче:

$\frac{n(NH_3)}{n(H_3PO_4)} = \frac{0,5 \text{ моль}}{0,25 \text{ моль}} = \frac{2}{1}$

Полученное соотношение 2:1 означает, что реакция протекает по второму уравнению с образованием гидрофосфата аммония:

$2NH_3 + H_3PO_4 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$

4. Рассчитаем количество вещества образовавшейся соли. Согласно уравнению реакции, из 1 моль фосфорной кислоты образуется 1 моль гидрофосфата аммония. Так как реагенты взяты в стехиометрическом соотношении, то количество вещества соли будет равно количеству вещества фосфорной кислоты.

$n((NH_4)_2HPO_4) = n(H_3PO_4) = 0,25 \text{ моль}$

Ответ:

В результате реакции образовалась соль гидрофосфат аммония, $(NH_4)_2HPO_4$, в количестве 0,25 моль.