34. В 99,6 г раствора дигидрофосфата натрия соотношение числа атомов фосфора к суммарному числу атомов водорода и натрия 1:128. Раствор разлили на две колбы, к первой добавили 28,5 г. 15% раствора гидроксида бария, а ко второй избыток известковой воды.

8 октября 2025
Химия

Условие:

34. В 99,6 г раствора дигидрофосфата натрия соотношение числа атомов фосфора к суммарному числу атомов водорода и натрия 1:128. Раствор разлили на две колбы, к первой добавили 28,5 г. 15% раствора гидроксида бария, а ко второй избыток известковой воды. Масса осадка во второй колбе составила 4,65 г. Рассчитайте массовую долю соли в образовавшемся в первой колбе растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

Для решения задачи начнем с анализа данных и уравнений реакций.

Шаг 1: Определение состава раствора дигидрофосфата натрия

Дигидрофосфат натрия имеет формулу \( Na2HPO4 \). В 99,6 г раствора соотношение числа атомов фосфора к суммарному числу атомов водорода и натрия равно 1:128.

Обозначим:
- \( n_P \) — число атомов фосфора,
- \( n_{H+Na} \) — суммарное число атомов водорода и натрия.

Согласно условию, \( nP : ...{H+Na} = 1 : 128 \). Пусть \( n{H+Na} = 128 \). В формуле \( Na4 \): - 2 атома натрия (Na), - 1 атом водорода (H), - 1 атом фосфора (P). Таким образом, \( n_{H+Na} = 2 + 1 = 3 \) (это для одной молекулы соли). Теперь найдем количество молей соли в растворе: - Молярная масса \( Na4 = 2 \cdot 23 + 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 119 \, \text{г/моль} \). Обозначим массу соли в растворе как \( m2HPO_4} \). Тогда: \[ \frac{1}{128} = \frac{n{H+Na}} = \frac{m2HPO{Na4})/1} \] Пусть \( m2HPO_4} = x \). Тогда: \[ \frac{x/119}{(99,6 - x)} = \frac{1}{128} \] Перемножим: \[ 128x = 119(99,6 - x) \] \[ 128x = 119 \cdot 99,6 - 119x \] \[ 128x + 119x = 119 \cdot 99,6 \] \[ 247x = 119 \cdot 99,6 \] \[ x = \frac{119 \cdot 99,6}{247} \approx 48,0 \, \text{г} \] 15% раствор гидроксида бария содержит 15 г Ba(OH)₂ на 100 г раствора. В 28,5 г раствора содержится: \[ m2} = 0,15 \cdot 28,5 = 4,275 \, \text{г} \] Реакция между дигидрофосфатом натрия и гидроксидом бария: \[ Na4 + Ba(OH)4 \downarrow + 2NaOH \] Молярная масса \( BaHPO_4 \): \[ BaHPO_4 = 137 + 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 137 + 1 + 31 + 64 = 233 \, \text{г/моль} \] Масса осадка \( BaHPO_4 \) в первой колбе: \[ m4} = 4,275 \, \text{г} \, \text{(из расчета)} \] Общая масса раствора в первой колбе: \[ m_{раствора} = 99,6 \, \text{г} + 28,5 \, \text{г} = 128,1 \, \text{г} \] Массовая доля соли: \[ \omega2HPO{Na4}}{m_{раствора}} \cdot 100\% = \frac{48,0}{128,1} \cdot 100\% \approx 37,5\% \] Массовая доля соли в образовавшемся в первой колбе растворе составляет примерно 37,5%.