Какова массовая доля соли в растворе после добавления 7,1 г оксида фосфора (V) к раствору массой 40 г с массовой долей

Orel

39

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся знания из химии. Давайте разберемся шаг за шагом.

1) Рассмотрим реакцию между оксидом фосфора (V) и гидроксидом натрия:

\[\text{P}_2 \text{O}_5 + 6\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Na}_3 \text{PO}_4 + 3\text{H}_2 \text{O}\]

Формула P2O5 указывает на то, что в реакции участвует две молекулы оксида фосфора.

2) Найдем количество вещества оксида фосфора массой 7,1 г. Для этого воспользуемся формулой:

\[\text{моль} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}}\]

Молярная масса P2O5 составляет 141,94 г/моль. Подставим значения в формулу:

\[\text{моль} = \frac{7,1\, \text{г}}{141,94\, \text{г/моль}} \approx 0,05\, \text{моль}\]

3) Определим количество вещества гидроксида натрия в растворе массой 40 г с массовой долей 10%.

Массовая доля показывает, сколько граммов гидроксида натрия содержится в 100 г раствора. Так как у нас есть 40 г раствора, то можно рассчитать массу гидроксида натрия:

\[\text{масса гидроксида натрия} = 40\, \text{г} \times 0,1 = 4\, \text{г}\]

4) Рассчитаем количество вещества гидроксида натрия, зная его молярную массу. Молярная масса NaOH равна 39,997 г/моль.

\[\text{моль} = \frac{4\, \text{г}}{39,997\, \text{г/моль}} \approx 0,1\, \text{моль}\]

5) Теперь сравним количество вещества оксида фосфора и гидроксида натрия. Мольные соотношения в реакции показывают, что на 1 моль оксида фосфора приходится 6 моль гидроксида натрия.

Мы имеем 0,05 моль оксида фосфора и 0,1 моль гидроксида натрия. Заметим, что количество гидроксида натрия в два раза больше, чем оксида фосфора. Из реакции следует, что гидроксид натрия будет избыточным реагентом, поэтому оксид фосфора полностью реагирует и закончится.

6) Определим мольную массу Na3PO4 (тринатриевый фосфат). Это соединение состоит из трех натриевых и одной фосфорной групп.

Молярная масса Na3PO4 составляет 163,94 г/моль.

7) Рассчитаем массу Na3PO4, образовавшуюся в результате реакции:

\[\text{масса Na3PO4} = 0,05\, \text{моль} \times 163,94\, \text{г/моль} \approx 8,2\, \text{г}\]

8) Теперь найдем массовую долю соли (Na3PO4) в растворе. Для этого нужно найти отношение массы Na3PO4 к общей массе раствора и умножить на 100%.

\[\text{массовая доля соли} = \frac{\text{масса Na3PO4}}{\text{масса раствора}} \times 100\%\]

Масса раствора равна массе гидроксида натрия, который составляет 40 г.

\[\text{массовая доля соли} = \frac{8,2\, \text{г}}{40\, \text{г}} \times 100\% \approx 20,5\%\]

Ответ: массовая доля соли (Na3PO4) в растворе будет примерно 20,5%.

Ни один из предложенных вариантов ответа не соответствует полученному результату. Возможно, варианты ответов содержат ошибки или задача была некорректно сформулирована.