Фосфид кальция массой 72,8 г реагирует с водой с образованием гидроксида кальция и фосфористого водорода (фосфина). Полученный газ сжигают, а образовавшийся оксид фосфора(V) растворяют в 100 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия, имеющего плотность 1,28 г/мл, до полного растворения оксида. Определите, какая соль образуется и чему равна её массовая концентрация в полученном растворе.

Запишем реакции:

\[Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3\]

\[2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O\]

\[P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O\]

Молярная масса \(Ca_3P_2\):

\[M(Ca_3P_2)=3\cdot40+2\cdot31=182\text{ г/моль}\]

Количество вещества фосфида кальция:

\[n(Ca_3P_2)=\frac{72{,}8}{182}=0{,}4\text{ моль}\]

По уравнениям из \(1\) моль \(Ca_3P_2\) получается \(1\) моль \(P_2O_5\), значит:

\[n(P_2O_5)=0{,}4\text{ моль}\]

Масса раствора \(NaOH\):

\[m_{р-ра}=100\cdot1{,}28=128\text{ г}\]

Масса \(NaOH\):

\[m(NaOH)=128\cdot0{,}25=32\text{ г}\]

\[n(NaOH)=\frac{32}{40}=0{,}8\text{ моль}\]

Для образования \(Na_3PO_4\) нужно \(6\) моль \(NaOH\) на \(1\) моль \(P_2O_5\), а у нас отношение:

\[\frac{0{,}8}{0{,}4}=2\]

Значит, щёлочи мало, образуется кислая соль — дигидрофосфат натрия \(NaH_2PO_4\):

\[P_2O_5 + 2NaOH + H_2O \rightarrow 2NaH_2PO_4\]

По уравнению из \(0{,}8\) моль \(NaOH\) получится \(0{,}8\) моль \(NaH_2PO_4\).

Масса соли:

\[m(NaH_2PO_4)=0{,}8\cdot120=96\text{ г}\]

Масса поглощённого \(P_2O_5\):

\[m(P_2O_5)=0{,}4\cdot142=56{,}8\text{ г}\]

Масса конечного раствора:

\[m=128+56{,}8=184{,}8\text{ г}\]

Массовая доля соли в растворе:

\[\omega=\frac{96}{184{,}8}\cdot100\%\approx51{,}9\%\]

Ответ: образуется \(NaH_2PO_4\), массовая концентрация соли примерно \(51{,}9\%\).

0 0 Пожаловаться