Question

Фосфорный ангидрид, образовавшийся при сжигании фосфора массой 12,4 г вступил в реакцию с 100 см3 раствора KOH c массовой долей 25 % (ρ = 1,28 г/см³ ).Определите состав образовавшейся соли и ее концентрацию (ω, %).​

Answer 1

Ответ:

   Решение

                    1) 4P + 5O2 = 2P2O5

                    2) P2O5 + 2KOH + H2O = 2KH2PO4

                    3) P2O5 + 4KOH = 2K2HPO4 + H2O

                    4) P2O5 + 6KOH = 2K3PO4 + 3H2O

   M(KOH) = 56 г/моль; М(KH2PO4) = 136 г/моль; M(Р) = 31 г/моль.

   Из условия задачи находим количества KOH и фосфора, они составляют 100•1,28•0,25/56 = 0,57 моль и 12,4/31 = 0,4 моль соответственно. Следовательно, по реакции (1) образуется 0,2 моль P2O5. Таким образом, KOH взят в избытке (0,6 моль) и имеет место реакция (2).

   В результате реакции (2) образуются дигидрофосфат калия в количестве 0,2 моль или 0,2•136 = 27,2

г. Общая масса раствора составит 100•1,28 + 12,4 = = 140,4 г и ω = 27,2•100/140,4 = 19,37 % KH2PO4.

Answer 2

Для решения этой задачи, начнем с записи уравнения реакции между фосфорным ангидридом (P4O10) и гидроксидом калия (KOH):

P4O10 + 6KOH → 4K3PO4 + 6H2O

Теперь вычислим количество молей P4O10, используя его массу:

Масса P4O10 = 12.4 г Молярная масса P4O10 = 4 * (фосфор (P) молярная масса) + 10 * (кислород (O) молярная масса) Молярная масса P4O10 = 4 * 31.0 г/моль + 10 * 16.0 г/моль = 284.0 г/моль

Количество молей P4O10 = Масса P4O10 / Молярная масса P4O10 Количество молей P4O10 = 12.4 г / 284.0 г/моль ≈ 0.0437 моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль P4O10 дает 4 моля K3PO4, поэтому количество молей K3PO4, образовавшейся в реакции, равно:

Количество молей K3PO4 = 0.0437 моль P4O10 * 4 моль K3PO4/моль P4O10 = 0.1748 моль K3PO4

Теперь рассмотрим гидроксид калия (KOH). Массовая доля KOH в растворе составляет 25%, что означает, что в 100 г раствора содержится 25 г KOH. Масса KOH в 100 см³ (или 100 г, так как 1 см³ воды весит приблизительно 1 г) этого раствора равна 25 г. Таким образом, количество молей KOH в реакции можно вычислить следующим образом:

Масса KOH = 25 г Молярная масса KOH = 39.1 г/моль + 16.0 г/моль + 1.0 г/моль = 56.1 г/моль

Количество молей KOH = Масса KOH / Молярная масса KOH Количество молей KOH = 25 г / 56.1 г/моль ≈ 0.4464 моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль KOH дает 4 моля K3PO4, поэтому количество молей K3PO4, образовавшейся в реакции, равно:

Количество молей K3PO4 = 0.4464 моль KOH * 4 моль K3PO4/моль KOH = 1.7856 моль K3PO4

Теперь мы знаем количество молей K3PO4 и можем вычислить ее массу:

Масса K3PO4 = Количество молей K3PO4 * Молярная масса K3PO4 Масса K3PO4 = 1.7856 моль * (3 * 39.1 г/моль + 1.0 г/моль + 4 * 16.0 г/моль) = 340.04 г

Теперь мы знаем массу K3PO4 и массу раствора, в котором она находится (100 г), и можем вычислить концентрацию K3PO4 в растворе:

Концентрация K3PO4 (ω, %) = (Масса K3PO4 / Масса раствора) * 100% Концентрация K3PO4 (ω, %) = (340.04 г / 100 г) * 100% = 340.04%

Таким образом, состав образовавшейся соли K3PO4, и ее концентрация в растворе составляют 340.04%.