Номер 4, страница 110 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 30. Оксид фосфора(V). Фосфорная кислота и её соли. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 110.

Условие.

4. Раствор фосфорной кислоты массой 49 кг с массовой долей $H_3PO_4$ 50 % нейтрализовали гидроксидом кальция. Определите массу образовавшегося фосфата кальция.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{р-ра}(H_3PO_4) = 49 \text{ кг}$

$\omega(H_3PO_4) = 50\% \text{ (или } 0,5\text{)}$

Для удобства расчетов переведем массу раствора в граммы:

$m_{р-ра}(H_3PO_4) = 49 \text{ кг} = 49000 \text{ г}$

Найти:

$m(K_3PO_4) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции полной нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом калия. При полной нейтрализации трехосновной кислоты образуется средняя соль — фосфат калия — и вода.

$H_3PO_4 + 3KOH \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O$

2. Рассчитаем массу чистой фосфорной кислоты, содержащейся в 49 кг 50%-го раствора, по формуле:

$m(H_3PO_4) = m_{р-ра}(H_3PO_4) \cdot \omega(H_3PO_4)$

$m(H_3PO_4) = 49000 \text{ г} \cdot 0,5 = 24500 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы фосфорной кислоты ($H_3PO_4$) и фосфата калия ($K_3PO_4$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева ($Ar(H)=1, Ar(P)=31, Ar(O)=16, Ar(K)=39$):

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

$M(K_3PO_4) = 3 \cdot 39 + 31 + 4 \cdot 16 = 117 + 31 + 64 = 212 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) фосфорной кислоты, вступившей в реакцию:

$n(H_3PO_4) = \frac{m(H_3PO_4)}{M(H_3PO_4)} = \frac{24500 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 250 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося фосфата калия. Из уравнения видно, что из 1 моль $H_3PO_4$ образуется 1 моль $K_3PO_4$. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(K_3PO_4) = n(H_3PO_4) = 250 \text{ моль}$

6. Зная количество вещества и молярную массу фосфата калия, рассчитаем его массу:

$m(K_3PO_4) = n(K_3PO_4) \cdot M(K_3PO_4)$

$m(K_3PO_4) = 250 \text{ моль} \cdot 212 \text{ г/моль} = 53000 \text{ г}$

7. Переведем полученную массу из граммов в килограммы, чтобы ответ соответствовал единицам измерения в условии задачи.

$m(K_3PO_4) = 53000 \text{ г} = 53 \text{ кг}$

Ответ: масса образовавшегося фосфата калия составляет 53 кг.