Question

К раствору массой 73,5 г с массовой долей ортофосфорной кислоты 20% добавили 11,1 г гидроксида кальция. Масса полученного осадка (в граммах) равна

Answer 1

Дано :

m р-ра H₃PO₄ = 73,5 г

ω H₃PO₄ = 20% или 0,2

m Ca(OH)₂ = 11,1 г

m Ca₃(PO₄)₂ - ?

Решение :

2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ ⇒ Ca₃(PO₄)₂↓ + 6H₂O

m H₃PO₄ = m р-ра · ω = 73,5 · 0,2 = 14,7 г

M Ca(OH)₂ = 74 г/моль

M H₃PO₄ = 98 г/моль

n Ca(OH)₂ = m/M = 11,1/74 = 0,15 моль

n H₃PO₄ = m/M = 14,7/98 = 0,15 моль

2 моль H₃PO₄ взаимодействует с 3 моль Ca(OH)₂

0,15 моль H₃PO₄ взаимодействует с x моль Ca(OH)₂

x = 3·0.15/2 = 0,225 моль, следовательно, Ca(OH)₂ в избытке, а кислота в недостатке, поэтому расчет ведем по кислоте

n Ca₃(PO₄)₂ = 1/2 n H₃PO₄ = 0,075 моль (по уравнению реакции, в два раза меньше)

M Ca₃(PO₄)₂ = 310 г/моль

m Ca₃(PO₄)₂ = n·M = 0,075 · 310 = 23,25 г

Ответ : 23,25 г

Answer 2

Для решения данной задачи нужно определить, какие реакции происходят при смешивании ортофосфорной кислоты и гидроксида кальция. Ортофосфорная кислота (H3PO4) и гидроксид кальция (Ca(OH)2) образуют солевой осадок – кальцийфосфат (Ca3(PO4)2) и воду (H2O). Уравнение реакции выглядит следующим образом: 3Ca(OH)2 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6H2O Теперь можно расчетно определить, сколько кальцийфосфата образуется при заданных массах реагентов. Молярная масса Ca(OH)2 = 40,08 г/моль Молярная масса H3PO4 = 97,99 г/моль Масса ортофосфорной кислоты в растворе равна 73,5 г. Массовая доля ортофосфорной кислоты в растворе составляет 20%, поэтому масса ортофосфорной кислоты в 100 г раствора равна 20 г (100 г * 20%). Следовательно, масса раствора без ортофосфорной кислоты составляет 80 г (100 г - 20 г). Масса гидроксида кальция, добавленного к раствору ортофосфорной кислоты, равна 11,1 г. Таким образом, общая масса раствора после добавления гидроксида кальция составляет 80 г (масса раствора без ортофосфорной кислоты) + 11,1 г (масса гидроксида кальция) = 91,1 г. Расчет массы полученного осадка (кальцийфосфата) проводится по соотношению стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции: 3:2 (по молям для Ca(OH)2 и H3PO4 соответственно) и молярным массам реагентов. Молярная масса Ca3(PO4)2 = 310,18 г/моль Молярная масса H2O = 18,02 г/моль Молярная масса Ca(OH)2 = 40,08 г/моль Масса полученного осадка (кальцийфосфата) равна: (масса гидроксида кальция * молярная масса Ca3(PO4)2) / (2 * молярная масса Ca(OH)2) (11,1 г * 310,18 г/моль) / (2 * 40,08 г/моль) = 85,79 г Таким образом, масса полученного осадка (кальцийфосфата) равна 85,79 г.