Какой объем раствора гидроксида калия с массовой долей 10% (плотность 1,07 г/мл) нужен для полной нейтрализации раствора, образовавшегося при гидролизе 4 хлорида фосфора (V) массой 4,17 г в избытке воды?
Химия11 классРастворы и их свойстваобъем растворагидроксид калиямассовая доляПлотностьнейтрализацияхлорид фосфорагидролизхимия 11 класс
Для решения данной задачи нам нужно выполнить несколько шагов, чтобы определить объем раствора гидроксида калия, необходимый для полной нейтрализации раствора, образовавшегося при гидролизе хлорида фосфора (V).
Шаг 1: Определение количества вещества хлорида фосфора (V)Сначала найдем молекулярную массу хлорида фосфора (V),который имеет формулу PCl5:
Таким образом, молекулярная масса PCl5:
31 + 5 * 35,5 = 31 + 177,5 = 208,5 г/моль
Теперь найдем количество вещества PCl5 в 4,17 г:
n = m/M = 4,17 г / 208,5 г/моль ≈ 0,0200 моль
Шаг 2: Определение количества вещества, образующегося при гидролизеПри гидролизе PCl5 образуется фосфорная кислота (H3PO4) и хлороводород (HCl):
PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCl
Из уравнения видно, что 1 моль PCl5 дает 1 моль H3PO4. Следовательно, количество H3PO4, образовавшегося из 0,0200 моль PCl5, также равно 0,0200 моль.
Шаг 3: Определение необходимого количества KOH для нейтрализацииФосфорная кислота (H3PO4) является трёхосновной кислотой, поэтому для нейтрализации 1 моль H3PO4 требуется 3 моль KOH:
n(KOH) = 3 * n(H3PO4) = 3 * 0,0200 моль = 0,0600 моль KOH.
Шаг 4: Определение массы KOHТеперь найдем массу KOH, необходимую для нейтрализации:
Молярная масса KOH = 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль.
m(KOH) = n * M = 0,0600 моль * 56 г/моль = 3,36 г.
Шаг 5: Определение объема раствора KOHТеперь нам нужно определить, сколько объема раствора KOH с массовой долей 10% и плотностью 1,07 г/мл нам нужно для получения 3,36 г KOH.
Сначала найдем массу раствора, необходимую для получения 3,36 г KOH:
Массовая доля KOH в растворе = 10% = 0,10.
m(раствора) = m(KOH) / массовая доля = 3,36 г / 0,10 = 33,6 г.
Шаг 6: Определение объема раствораТеперь, зная массу раствора, можем найти его объем, используя плотность:
Плотность = масса / объем, следовательно, объем = масса / плотность.
V = 33,6 г / 1,07 г/мл ≈ 31,4 мл.
Ответ: Для полной нейтрализации раствора, образовавшегося при гидролизе 4 хлорида фосфора (V) массой 4,17 г, необходимо около 31,4 мл раствора гидроксида калия с массовой долей 10% и плотностью 1,07 г/мл.