Question

Фосфор массой 6,2 г прореагировал с кислородом объёмом 3,36 л (н. у.). Полученное вещество растворили в 100 г 20%-го раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовую долю щёлочи в конечном растворе. Помогите, пожалуйста, не получается(

Answer 1

Ответ: 3,6%

Дано:

m(P) = 6,2 г

V(O2) = 3,36 л (н.у.)

m₁(p-pa NaOH) = 100 г

ω₁(NaOH)=20%, или 0,2

ω₂(NaOH) - ?

Объяснение:

M(P) = 31 г/моль

n(P) = m/M = 6,2 г/31 г/моль = 0,2 моль

n(O2) = V/Vm = 3,36 л/22,4 л/моль = 0,15 моль

M(NaOH) = 40 г/моль

m₁(NaOH) = m₁(p-pa NaOH)*ω₁(NaOH)= 100 г*0,2 = 20 г

n₁(NaOH) = m₁(NaOH)/M(NaOH) = 20 г/40 г/моль = 0,5 моль

Составляем УХР:

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅ (1)

Из УХР1 следует, что n(P):n(O ) = 4:5, исходя из расчетов по условию задачи n(P):n(O ) = 0,2:0,15 = 1,33:1 = 4:3, следовательно, кислород взят в недостатке, т.е. реакция будет выглядеть:

4Р + 3О₂ = 2Р₂О₃ (2)

Из УХР2 видно, что n(P₂O₃) = 0.5n(P); n(P₂O₃) = 0,5*0,2 моль = 0,1 моль

Составляем УХР3:

Р₂О₃ + 6NaOH = 2Na₃PO₃ + 3H₂O

Из УХР3 видно, что n(Р₂О₃):n(NaOH) = 1:6, из расчетов по условию задачи n(Р₂О₃):n(NaOH) = 0,1:0,5 = 1:5, таким образом образуется кислая соль:

УХР4: Р₂О₃ + 4NaOH = 2Na₂НPO₃ + H₂O

Из УХР4 следует, что n(NaOH) = 4n(P₂O₃);

n(NaOH) = 4*0,1 моль = 0,4 моль

После реакции останется n₂(NaOH) = 0,5 моль-0,4 моль = 0,1 моль

m₂(NaOH) = n₂(NaOH)*M(NaOH) = 0,1 моль*40 г/моль = 4 г

М(Р₂О₃) = 110 г/моль

m₂(p-pa) = 100 г + 0,1 моль*110 г/моль = 111 г

ω₂(NaOH) = m₂(NaOH)/m₂(p-pa) = 4 г/111 г = 0,036, или 3,6%

Ответ: 3,6%

Answer 2

Давайте разберем эту задачу по шагам.

Шаг 1: Рассчитаем количество фосфора, прореагировавшего с кислородом. Известно, что фосфор массой 6,2 г реагировал с кислородом объемом 3,36 л (нормальных условиях). Для этого используем закон Лавуазье:

$P_4 + 5O_2 \to 4P_2O_5$

Молярная масса фосфора (P4) = 4 * 31.0 g/mol = 124.0 g/mol. Молярная масса диоксида фосфора (P2O5) = 2 * 31.0 g/mol + 5 * 16.0 g/mol = 142.0 g/mol.

Теперь найдем количество молей фосфора в 6,2 г:

$\text{Количество молей фосфора} = \frac{\text{Масса фосфора}}{\text{Молярная масса фосфора}} = \frac{6.2 g}{124.0 g/mol} = 0.05 \text{ моль}$

Согласно балансировке уравнения, один моль фосфора (P4) реагирует с пятью молями кислорода (O2), так что количество молей кислорода, участвующего в реакции, равно:

$\text{Количество молей кислорода} = 5 \cdot \text{Количество молей фосфора} = 5 \cdot 0.05 \text{ моль} = 0.25 \text{ моль}$

Шаг 2: Рассчитаем количество натрия в полученном веществе. Поскольку фосфор окислился до диоксида фосфора (P2O5), мы знаем, что вещество обязательно содержит фосфор и кислород, но не содержит натрий. Таким образом, массовая доля натрия в этом веществе равна нулю.

Шаг 3: Рассчитаем массовую долю щелочи в конечном растворе. Для этого нам нужно рассмотреть 20%-й раствор гидроксида натрия. 20%-й раствор означает, что в 100 г раствора содержится 20 г натрия гидроксида. Следовательно, массовая доля натрия гидроксида в этом растворе составляет:

$\frac{\text{Масса натрия гидроксида}}{\text{Масса раствора}} = \frac{20 g}{100 g} = 0.20 = 20\%$

Таким образом, массовая доля щелочи (гидроксида натрия) в конечном растворе равна 20%.