Question

Газ, образовавшийся при гидролизе 36,4 г фосфида кальция, сожгли. К образовавшемуся при этом продукту последовательно добавили 100 мл воды и 50 мл раствора гидроксида натрия с массовой долей 25% и плотностью 1,28 г/см³. Определите состав образовавшейся соли и её массовую долю в растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: проследить цепочку превращений от фосфида кальция через фосфин и фосфорную кислоту к образованию соли натрия, затем рассчитать её массовую долю в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{Ca3P2 + 6H2O -> 3Ca(OH)2 + 2PH3 ^}$$

$$\ce{4PH3 + 8O2 -> 4H3PO4}$$

$$\ce{H3PO4 + NaOH -> NaH2PO4 + H2O}$$

**Расчёты:**

Вычислим количество вещества фосфида кальция:

$$n(\ce{Ca3P2}) = \frac{m(\ce{Ca3P2})}{M(\ce{Ca3P2})} = \frac{36{,}4}{182} = 0{,}2 	ext{ моль}$$

По первому уравнению количество фосфина:

$$n(\ce{PH3}) = 2 \cdot n(\ce{Ca3P2}) = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4 	ext{ моль}$$

По второму уравнению количество фосфорной кислоты:

$$n(\ce{H3PO4}) = n(\ce{PH3}) = 0{,}4 	ext{ моль}$$

Масса раствора гидроксида натрия:

$$m_{	ext{р-ра}}(\ce{NaOH}) = ho_{	ext{р-ра}} \cdot V_{	ext{р-ра}} = 1{,}28 \cdot 50 = 64 	ext{ г}$$

Масса чистого гидроксида натрия:

$$m(\ce{NaOH}) = m_{	ext{р-ра}}(\ce{NaOH}) \cdot \omega(\ce{NaOH}) = 64 \cdot 0{,}25 = 16 	ext{ г}$$

Количество вещества гидроксида натрия:

$$n(\ce{NaOH}) = \frac{m(\ce{NaOH})}{M(\ce{NaOH})} = \frac{16}{40} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

Соотношение $n(\ce{NaOH}) : n(\ce{H3PO4}) = 0{,}4 : 0{,}4 = 1 : 1$, поэтому образуется дигидрофосфат натрия $\ce{NaH2PO4}$.

Количество образовавшейся соли:

$$n(\ce{NaH2PO4}) = n(\ce{NaOH}) = 0{,}4 	ext{ моль}$$

Масса дигидрофосфата натрия:

$$m(\ce{NaH2PO4}) = n(\ce{NaH2PO4}) \cdot M(\ce{NaH2PO4}) = 0{,}4 \cdot 120 = 48 	ext{ г}$$

Масса фосфорной кислоты:

$$m(\ce{H3PO4}) = n(\ce{H3PO4}) \cdot M(\ce{H3PO4}) = 0{,}4 \cdot 98 = 39{,}2 	ext{ г}$$

Масса добавленной воды:

$$m(\ce{H2O}) = ho(\ce{H2O}) \cdot V(\ce{H2O}) = 1 \cdot 100 = 100 	ext{ г}$$

Общая масса конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = m(\ce{H3PO4}) + m(\ce{H2O}) + m_{	ext{р-ра}}(\ce{NaOH}) = 39{,}2 + 100 + 64 = 203{,}2 	ext{ г}$$

Массовая доля дигидрофосфата натрия:

$$\omega(\ce{NaH2PO4}) = \frac{m(\ce{NaH2PO4})}{m_{	ext{конечн.}}} = \frac{48}{203{,}2} = 0{,}236 = 23{,}6\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии