Question

Газ, полученный при гидролизе 73,13 г технического фосфида кальция(массовая доля примесей составляет 8%),сожгли в избытке кислорода. Образовавшийся при этом твердый продукт растворили в 100 см3 раствора (р=1,32 г/см3) с массовой долей гидроксида калия 34%. Определите состав образующейся соли и ее массовую долю в растворе.​

Answer 1

Дано:

m(Ca3P2)=73.13г

ω(примеси)=8%

V(р-ра KOH)=100см³

ρ(р-ра KOH)=1.32г/см³

ω(KOH)=34%

Найти:

ω(соли)-?

состав соли-?

Решение:

Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3

Найдем массу чистого фосфида кальция:

m(Ca3P2)=73.13-73.13*0.08=67.28г

M(Ca3P2)=182г/моль

n(PH3)=2*n(Ca3P2)=2*m/M=2*67.28/182=0.74моль

2PH3+4O2=P2O5+3H2O

n(P2O5)=n(PH3)/2=0.74/2=0.37моль

Найдем химическое количество гидроксида калия:

m(KOH)=V*p*w=100*1.32*0.34=44.88г

M(KOH)=56г/моль

n(KOH)=m/M=44.88/56=0.80моль

И так, если идет взаимодействие только между веществами KOH и P2O5, то возможны следующие реакции:

6KOH+P2O5=2K3PO4+3H2O

4KOH+P2O5=2K2HPO4+H2O

3KOH+P2O5=KH2PO4+K2HPO4

У нас соотношение химического количества n(KOH):n(P2O5)=0.8:0,37=2.16:1

Соответственно ни одна из реакций у нас не протекает, т.к. нет соответствующего соотношения. Значит в реакцию вступает три компонента и протекает следующая реакция:

2KOH+P2O5+H2O=2KH2PO4

Т.к. P2O5 недостаток, то расчеты ведем по нему:

n(KH2PO4)=n(P2O5)*2=0.37*2=0.74моль

M(KH2PO4)=136г/моль

m(KH2PO4)=n*M=0.74*136=100.64г

Найдем маcсу раствора:

Т.к. P2O5 реагирует полностью, в растворе остается KOH,KH2PO4 и H2O.

m(р-ра)=100.64+(132-44.88-0.37*18)+[56*(0.8-0.74)]=184.46г

Находим массовую долю соли в растворе:

ω(KH2PO4)=m/m(р-ра)*100%=100.64/184.46*100%=54.56%

Ответ: образуется соль состава KH2PO4 c массовой долей в конечном растворе 54.56%.

Answer 2

Давайте разделим задачу на несколько шагов для более удобного решения.

Шаг 1: Определение количества газа, полученного при гидролизе фосфида кальция.

Для этого сначала найдем массу чистого фосфида кальция: Масса примесей = 8% * 73,13 г = 5,85 г Масса чистого фосфида кальция = 73,13 г - 5,85 г = 67,28 г

Затем рассчитаем количество моль фосфида кальция: Молярная масса Ca3P2 = 3 * 40,08 г/моль + 2 * 30,97 г/моль = 182,18 г/моль Количество моль Ca3P2 = масса / молярная масса = 67,28 г / 182,18 г/моль ≈ 0,369 моль

По уравнению реакции гидролиза фосфида кальция: Ca3P2 + 6H2O -> 3Ca(OH)2 + 2PH3

Мольное соотношение между Ca3P2 и PH3 равно 1:2, то есть 0,369 моль Ca3P2 превратится в 2 * 0,369 моль PH3.

Шаг 2: Расчет массы PH3.

Масса PH3 = количество молей PH3 * молярная масса PH3 Молярная масса PH3 = 1 * 1,01 г/моль + 3 * 1,01 г/моль = 33,997 г/моль

Масса PH3 = 2 * 0,369 моль * 33,997 г/моль ≈ 24,99 г

Шаг 3: Определение массы твердого продукта образовавшегося при сжигании PH3 в избытке кислорода.

По уравнению реакции сжигания PH3: 4PH3 + 8O2 -> P4O10 + 6H2O

Мольное соотношение между PH3 и P4O10 равно 4:1, то есть 0,369 моль PH3 превратится в 0,369/4 моль P4O10.

Масса P4O10 = количество молей P4O10 * молярная масса P4O10 Молярная масса P4O10 = 4 * 30,97 г/моль + 10 * 16,00 г/моль = 283,89 г/моль

Масса P4O10 = 0,369/4 моль * 283,89 г/моль ≈ 10,32 г

Шаг 4: Расчет массы соли и ее массовой доли в растворе.

Масса гидроксида калия в растворе = массовая доля гидроксида калия * масса раствора Масса гидроксида калия = 34% * 100 см3 * 1,32 г/см3 = 45,12 г

Так как гидроксид калия образуется из P4O10, то масса соли (K4P2O7) будет равна массе P4O10.

Массовая доля соли в растворе = масса соли / масса раствора * 100% Массовая доля соли = 10,32 г / 100 см3 * 1,32 г/см3 * 100% ≈ 12,14%

Итак, состав образующейся соли - K4P2O7 (тетрапотассиевый пирофосфат) и ее массовая доля в растворе составляет примерно 12,14%.