задача №34
После гидролиза 50 г фосфида натрия, выделился газ, который сожгли. Образовавшуюся кислоту растворили в теплом растворе гидроксида натрия массой 320 г и массовой долей 20%. Затем раствор охладили до 20° С. Вычислите массу осадка, который выпадет после охлаждения раствора до 20° С, если растворимость ортофосфата натрия при 20° С равна 12,1 г на 100 г воды.
Решение:
1) Рассмотрим первую часть задачи.
Напишем реакции "После гидролиза 50 г фосфида натрия, выделился газ, который сожгли":
Na₃P +3H₂O = PH₃ +3NaOH
PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄
Рассчитаем количество вещества Na₃P из его массы:
- n(Na₃P)= m/M = 50/100 = 0,5 моль
- Рассчитаем количество вещества PH₃ и H₃PO₄ по уравнениям реакций:
n(PH₃) = 0,5 моль
n(H₃PO₄) = 0,5 моль
рассчитаем сразу массу H₃PO₄:
m(H₃PO₄) = n∙M= 0,5 ∙ 98 = 49 г
2) Рассмотрим вторую часть задачи.
Для того чтобы написать следующую реакцию "Образовавшуюся кислоту растворили в теплом растворе гидроксида натрия массой 320 г и массовой долей 20%" нам необходимо рассчитать мольное отношение наших реагентов, т.к. фосфорная кислота с гидроксидом натрия может образовывать несколько типов солей.
Для этого рассчитаем массу и количество вещества NaOH:
m(NaOH) = m p-pa ∙ ω = 320 ∙ 0,2 =64 г
- n(NaOH) = m/M = 64/40 =1,6 моль
определим отношение наших реагентов:
n(H₃PO₄) : n(NaOH) = 0,5 : 1,6 = 1 : 3,2
- Отсюда следует, что образуется средняя соль (и еще NaOH в избытке)
H₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3H₂O
т.к. NaOH в избытке, то по уравнению будем считать по количеству вещества H₃PO₄:
n(Na₃PO₄) = 0,5 моль
Рассчитаем массу Na₃PO₄:
m(Na₃PO₄) = n∙M= 0,5 ∙ 164 = 82 г
3) Определяем сколько выпадет соли из раствора при его охлаждении.
Чтобы определить сколько выпадает соли Na₃PO₄ при охлаждении раствора, нам необходимо найти массу раствора, из которого выпадает эта соль, а так же перевести растворимость Na₃PO₄ в его массовую долю:
- m рр= m(H₃PO₄) + m рр(NaOH) = 49 + 320 = 369 г
- переведем растворимость в массовую долю ω(Na₃PO₄)
ω(Na₃PO₄) = 0,108
Представим дальше задачу как №26 из ЕГЭ по химии:
У нас есть раствор 369 г и в нем находится 82 г вещества, из этого раствора выпадает вещество, и нас просят найти массу этого выпавшего вещества, если массовая доля соли в конечном растворе стала 0,108:
Решим уравнение и найдем x = 47,3,
m(Na₃PO₄) выпавшего = 47,3 г
Ответ: 47,3 г