Газ, полученный при гидролизе 73,13 г технического фосфида кальция(массовая доля примесей составляет 8%),сожгли в избытке кислорода. Образовавшийся при этом твердый продукт растворили в 100 см3 раствора (р=1,32 г/см3) с массовой долей гидроксида калия 34%. Определите состав образующейся соли и ее массовую долю в растворе.
Ответы
Дано:
m(Ca3P2)=73.13г
ω(примеси)=8%
V(р-ра KOH)=100см³
ρ(р-ра KOH)=1.32г/см³
ω(KOH)=34%
Найти:
ω(соли)-?
состав соли-?
Решение:
Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3
Найдем массу чистого фосфида кальция:
m(Ca3P2)=73.13-73.13*0.08=67.28г
M(Ca3P2)=182г/моль
n(PH3)=2*n(Ca3P2)=2*m/M=2*67.28/182=0.74моль
2PH3+4O2=P2O5+3H2O
n(P2O5)=n(PH3)/2=0.74/2=0.37моль
Найдем химическое количество гидроксида калия:
m(KOH)=V*p*w=100*1.32*0.34=44.88г
M(KOH)=56г/моль
n(KOH)=m/M=44.88/56=0.80моль
И так, если идет взаимодействие только между веществами KOH и P2O5, то возможны следующие реакции:
6KOH+P2O5=2K3PO4+3H2O
4KOH+P2O5=2K2HPO4+H2O
3KOH+P2O5=KH2PO4+K2HPO4
У нас соотношение химического количества n(KOH):n(P2O5)=0.8:0,37=2.16:1
Соответственно ни одна из реакций у нас не протекает, т.к. нет соответствующего соотношения. Значит в реакцию вступает три компонента и протекает следующая реакция:
2KOH+P2O5+H2O=2KH2PO4
Т.к. P2O5 недостаток, то расчеты ведем по нему:
n(KH2PO4)=n(P2O5)*2=0.37*2=0.74моль
M(KH2PO4)=136г/моль
m(KH2PO4)=n*M=0.74*136=100.64г
Найдем маcсу раствора:
Т.к. P2O5 реагирует полностью, в растворе остается KOH,KH2PO4 и H2O.
m(р-ра)=100.64+(132-44.88-0.37*18)+[56*(0.8-0.74)]=184.46г
Находим массовую долю соли в растворе:
ω(KH2PO4)=m/m(р-ра)*100%=100.64/184.46*100%=54.56%
Ответ: образуется соль состава KH2PO4 c массовой долей в конечном растворе 54.56%.