Каковы массовые доли веществ в конечном растворе после реакции между фосфором массой 9,3 г и избытком хлора, а затем
Каковы массовые доли веществ в конечном растворе после реакции между фосфором массой 9,3 г и избытком хлора, а затем растворением полученного хлорида в 700 г 20% растворе гидроксида калия?
Магнит_6159 66
Для решения данной задачи необходимо определить массовые доли веществ в конечном растворе после двух последовательных реакций: реакции фосфора с хлором и растворения полученного хлорида в растворе гидроксида калия.1. Реакция фосфора с хлором:
Из уравнения реакции известно, что 1 моль фосфора соответствует 5 молям хлора. Начнем с перевода массы фосфора в количество веществ в молях.
Молярная масса фосфора (P) равна 31,0 г/моль.
\[моль\,P = \frac{масса\,P}{молярная\,масса\,P} = \frac{9,3\,г}{31,0\,г/моль} = 0,3\,моль\,P\]
Так как фосфор вступает в реакцию со всем хлором, а избыток хлора не указан, можем сделать вывод, что он полностью реагирует и в конечном растворе остается только хлорид фосфора.
2. Растворение хлорида фосфора в растворе гидроксида калия:
Из условия задачи известно, что используется 700 г 20% раствора гидроксида калия. Для начала, найдем массу гидроксида калия в этом растворе.
Массовая доля K(OH) в растворе определяется как процентное соотношение массы K(OH) к массе раствора, таким образом:
\[масса\,K(OH) = масса\,раствора \times массовая\,доля\,K(OH)\]
Тогда:
\[масса\,K(OH) = 700\,г \times 0,20 = 140\,г\]
Молярная масса K(OH) равна 56,1 г/моль, следовательно, моль K(OH) в растворе равно:
\[моль\,K(OH) = \frac{масса\,K(OH)}{молярная\,масса\,K(OH)} = \frac{140\,г}{56,1\,г/моль} = 2,495\,моль\,K(OH)\]
Теперь рассмотрим реакцию растворения хлорида фосфора в растворе гидроксида калия:
\[PCl_3 + 3K(OH) \rightarrow K_3PO_4 + 3HCl\]
Из уравнения реакции видно, что 1 моль хлорида фосфора соответствует 3 молям гидроксида калия и образуется 1 моль фосфата калия и 3 моля соляной кислоты.
Так как мольный коэффициент хлорида фосфора считается равным 1, количество моль хлоридов и фосфатов в результате реакции будет равно количеству мольной Клоновс:
\[моль\,PCl_3 = 0,3\,моль\,P = 0,3\,моль\,K_3PO_4 = 0,9\,моль\,K(OH)\]
Теперь, найдем массу K_3PO_4 в готовом растворе. Молярная масса K_3PO_4 составляет 212,3 г/моль.
\[масса\,K_3PO_4 = моль\,K_3PO_4 \times молярная\,масса\,K_3PO_4 = 0,3\,моль \times 212,3\,г/моль = 63,69\,г\]
Таким образом, массовая доля K_3PO_4 в конечном растворе будет равна:
\[массовая\,доля\,K_3PO_4 = \frac{масса\,K_3PO_4}{масса\,конечного\,раствора} = \frac{63,69\,г}{700\,г} = 0,091\,или\,9,1\%\]
Аналогично можно найти массовые доли оставшихся веществ в конечном растворе. Очень важно помнить, что перед использованием результатов данного решения в реальных условиях необходимо проверить правильность всех вычислений и учесть все факторы, которые могут влиять на реальный результат.