3. Оксид фосфора (V), полученный сжиганием 6,2г фосфора, растворили в 80мл 20% раствора гидроксида натрия плотностью 1г/мл. Каков состав соли и её процентная концентрация?

Для решения задачи, давайте разберем её шаг за шагом.

Шаг 1: Определение количества фосфора

Сначала найдем количество фосфора в 6,2 г. Молярная масса фосфора (P) составляет примерно 31 г/моль.

$
n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{6,2 \, \text{г}}{31 \, \text{г/моль}} \approx 0,2 \, \text{моль}
$

Шаг 2: Определение количест...

Фосфор сгорает с образованием оксида фосфора (V) (P₂O₅). Реакция выглядит следующим образом:

$$4P + 5O₂ \rightarrow 2P₂O₅$$

Из уравнения видно, что 4 моль фосфора дают 2 моли P₂O₅. Следовательно, 0,2 моль фосфора даст:

$$n(P₂O₅) = \frac{0,2 \, \text{моль} \times 2}{4} = 0,1 \, \text{моль}$$

Теперь найдем массу P₂O₅. Молярная масса P₂O₅ составляет:

$$M(P₂O₅) = 2 \times 31 + 5 \times 16 = 62 + 80 = 142 \, \text{г/моль}$$

Теперь вычислим массу P₂O₅:

$$m(P₂O₅) = n(P₂O₅) \times M(P₂O₅) = 0,1 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль} = 14,2 \, \text{г}$$

Теперь найдем количество гидроксида натрия (NaOH) в 80 мл 20% раствора. Плотность раствора 1 г/мл, значит, 80 мл раствора весит 80 г.

20% от 80 г:

$$m(NaOH) = 0,2 \times 80 \, \text{г} = 16 \, \text{г}$$

Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль. Теперь найдем количество NaOH:

$$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{16 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0,4 \, \text{моль}$$

Оксид фосфора (V) реагирует с гидроксидом натрия по следующему уравнению:

$$P₂O₅ + 6NaOH \rightarrow 2Na₃PO₄ + 3H₂O$$

Из уравнения видно, что 1 моль P₂O₅ реагирует с 6 моль NaOH. У нас есть 0,1 моль P₂O₅, следовательно, потребуется:

$$n(NaOH)_{треб} = 0,1 \, \text{моль} \times 6 = 0,6 \, \text{моль}$$

У нас есть только 0,4 моль NaOH, значит, NaOH является лимитирующим реагентом.

Теперь найдем, сколько Na₃PO₄ образуется. Из уравнения видно, что 6 моль NaOH дают 2 моль Na₃PO₄. Следовательно, 0,4 моль NaOH дадут:

$$n(Na₃PO₄) = \frac{0,4 \, \text{моль} \times 2}{6} \approx 0,133 \, \text{моль}$$

Теперь найдем массу Na₃PO₄. Молярная масса Na₃PO₄ составляет:

$$M(Na₃PO₄) = 3 \times 23 + 31 + 4 \times 16 = 69 + 31 + 64 = 164 \, \text{г/моль}$$

Теперь вычислим массу Na₃PO₄:

$$m(Na₃PO₄) = n(Na₃PO₄) \times M(Na₃PO₄) = 0,133 \, \text{моль} \times 164 \, \text{г/моль} \approx 21,832 \, \text{г}$$

Объем раствора остается 80 мл, что соответствует 0,08 л. Теперь найдем процентную концентрацию:

$$C = \frac{m(Na₃PO₄)}{V} = \frac{21,832 \, \text{г}}{0,08 \, \text{л}} = 272,9 \, \text{г/л}$$

Для процентной концентрации:

$$\text{Процентная концентрация} = \frac{m(Na₃PO₄)}{m_{раствора}} \times 100\%$$

Где $m_{раствора} = 80 \, \text{г}$ (плотность 1 г/мл).

$$\text{Процентная концентрация} = \frac{21,832 \, \text{г}}{80 \, \text{г}} \times 100\% \approx 27,29\%$$

Состав соли: Na₃PO₄. Процентная концентрация соли в растворе составляет примерно 27,29%.