Задача 6. Оксид фосфора (V) массой 2.84 г растворили в 60 г 18%-ной ортофосфорной кислоты и полученный раствор прокипятили. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 30 г гидроксида натрия?
Источник: В.Н. Доронькин, «Неорганическая химия», Тренировочная тетрадь, стр. 49.
Решение:
1) Оксид фосфора (V) реагирует с водой с образованием дополнительного количества ортофосфорной кислоты:
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
n(P2O5) = 2.84/142 = 0.02 моль
2) Вычислим количество H3PO4, которое образовалось при взаимодействии оксида с водой:
Согласно коэффициентам в уравнении: n(H3PO4) = 2×n(P2O5) = 2×0.02 = 0.04 моль
3) Вычислим массу и количество фосфорной кислоты, которая присутствовала в растворе до реакции воды с P2O5:
m(H3PO4) = 60×0.18 = 10.8 г.
n(H3PO4) = 10.8/98 = 0.11 моль.
4) Вычисли суммарное количество ортофосфорной кислоты, которое будет вступать в реакцию с NaOH:
n(H3PO4) = 0.11 + 0.4 = 0.15 моль.
5) Запишем реакцию взаимодействия с щелочью с образованием средней соли. Определяем что в избытке, что в недостатке для того, чтобы понять какая соль образуется: средняя или кислая.
n(NaOH) = 30/40 = 0.75 моль.
| H3PO4 | + | 3NaOH | → | Na3PO4 | + | 3H2O | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Было: | 0.15 моль | 0.75 моль | - | - | |||
| Стало: | - | 0.75 - 0.45 = 0.3 моль | 0.15 моль | 0.45 моль |
Коэффициент перед щелочью в три раза больше, следовательно, чтобы кислота расходовалась полностью, необходимо в три раза большее количество щелочи, т.е. 3×0.15 = 0.45 моль, а имеем 0.75 моль. Делаем вывод, что щелочь в избытке, образуется только средняя соль в количестве 0.15 моль. Вычислим ее массу:
m(Na3PO4) = 0.15×164 = 24.6 г.