Question

Смешали 134 мл 6%-ного раствора ортофосфата натрия (ρ = 1,02 г/мл) и 76 мл 8%-ного раствора хлорида бария (ρ = 1,03 г/мл). Определите массовую долю ортофосфата натрия в образовавшемся 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: при смешивании растворов происходит реакция ионного обмена между ортофосфатом натрия и хлоридом бария с образованием осадка; необходимо определить, какой реагент в избытке, найти массу оставшегося ортофосфата натрия и вычислить его массовую долю в конечном растворе.

**Уравнение реакции:**

$$\ce{2Na3PO4 + 3BaCl2 -> Ba3(PO4)2 v + 6NaCl}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим массу раствора $\ce{Na3PO4}$:

$$m_{	ext{р-ра}} = V \cdot ho = 134 	ext{ мл} \cdot 1{,}02 	ext{ г/мл} = 136{,}68 	ext{ г}$$

Масса чистого $\ce{Na3PO4}$:

$$m = 136{,}68 \cdot 0{,}06 = 8{,}2 	ext{ г}$$

Количество вещества $\ce{Na3PO4}$ (M = 164 г/моль):

$$n = \frac{8{,}2}{164} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

2) Вычислим массу раствора $\ce{BaCl2}$:

$$m_{	ext{р-ра}} = 76 	ext{ мл} \cdot 1{,}03 	ext{ г/мл} = 78{,}28 	ext{ г}$$

Масса чистого $\ce{BaCl2}$:

$$m = 78{,}28 \cdot 0{,}08 = 6{,}26 	ext{ г}$$

Количество вещества $\ce{BaCl2}$ (M = 208 г/моль):

$$n = \frac{6{,}26}{208} = 0{,}03 	ext{ моль}$$

3) Определим, какой реагент в избытке. По уравнению реакции соотношение $\ce{Na3PO4 : BaCl2 = 2 : 3}$. Для полного расходования 0,05 моль $\ce{Na3PO4}$ потребуется:

$$n_{\ce{BaCl2}} = \frac{3 \cdot 0{,}05}{2} = 0{,}075 	ext{ моль}$$

Так как имеется только 0,03 моль $\ce{BaCl2}$, он — лимитирующий реагент, а $\ce{Na3PO4}$ — в избытке.

4) Вычислим количество прореагировавшего $\ce{Na3PO4}$:

$$n_{	ext{прореаг.}} = \frac{2 \cdot 0{,}03}{3} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

Количество оставшегося $\ce{Na3PO4}$:

$$n_{	ext{ост.}} = 0{,}05 - 0{,}02 = 0{,}03 	ext{ моль}$$

Масса оставшегося $\ce{Na3PO4}$:

$$m_{	ext{ост.}} = 0{,}03 \cdot 164 = 4{,}92 	ext{ г}$$

5) Вычислим массу образовавшегося осадка $\ce{Ba3(PO4)2}$:

$$n_{\ce{Ba3(PO4)2}} = \frac{0{,}03}{3} = 0{,}01 	ext{ моль}$$

$$m_{\ce{Ba3(PO4)2}} = 0{,}01 \cdot 601 = 6{,}01 	ext{ г}$$

6) Найдём массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = 136{,}68 + 78{,}28 - 6{,}01 = 208{,}95 	ext{ г}$$

7) Вычислим массовую долю $\ce{Na3PO4}$ в конечном растворе:

$$\omega = \frac{4{,}92}{208{,}95} = 0{,}0235 = 2{,}35\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии