При нагревании 1,98 г сульфата аммония с избытком гидроксида натрия был получен газ, который поглотили 11,76% раствором фосфорной кислоты массой 50 г. Каков состав образующейся смеси?

Химия 11 класс Химические реакции и стехиометрия сульфат аммония гидроксид натрия газ фосфорная кислота состав смеси химическая реакция нагревание растворы химия Новый

Для решения этой задачи необходимо следовать нескольким шагам. Мы начнем с определения реакции, которая происходит при нагревании сульфата аммония с гидроксидом натрия, а затем определим, сколько газа было получено и как он взаимодействует с раствором фосфорной кислоты.

Шаг 1: Определение реакции

Сульфат аммония (NH4)2SO4 при нагревании с гидроксидом натрия (NaOH) разлагается, образуя аммиак (NH3), воду (H2O) и сульфат натрия (Na2SO4). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

(NH4)2SO4 + 2 NaOH → 2 NH3 + Na2SO4 + 2 H2O

Шаг 2: Расчет количества сульфата аммония

Молярная масса сульфата аммония составляет:

• 2 * 14 (N) + 8 (H) + 32 (S) + 4 * 16 (O) = 132 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество вещества сульфата аммония в 1,98 г:

n(NH4)2SO4 = 1,98 г / 132 г/моль = 0,015 моль

Шаг 3: Определение количества образовавшегося газа

Согласно уравнению реакции, из 1 моля сульфата аммония образуется 2 моля аммиака. Поэтому количество аммиака, образовавшегося из 0,015 моль сульфата аммония, будет:

n(NH3) = 2 * n(NH4)2SO4 = 2 * 0,015 моль = 0,030 моль

Шаг 4: Определение массы аммиака

Молярная масса аммиака (NH3) составляет 17 г/моль. Рассчитаем массу образовавшегося аммиака:

m(NH3) = n(NH3) * M(NH3) = 0,030 моль * 17 г/моль = 0,51 г

Шаг 5: Определение состава раствора фосфорной кислоты

Теперь мы знаем, что 50 г 11,76% раствора фосфорной кислоты (H3PO4) содержит:

m(H3PO4) = 50 г * 0,1176 = 5,88 г

Шаг 6: Реакция аммиака с фосфорной кислотой

Аммиак реагирует с фосфорной кислотой, образуя разные соли в зависимости от соотношения реагентов. В данном случае, если вся масса аммиака (0,51 г) будет реагировать с фосфорной кислотой, то мы можем рассчитать образующиеся продукты.

Шаг 7: Определение количества реагентов

Молярная масса аммиака (NH3) равна 17 г/моль, а молярная масса фосфорной кислоты (H3PO4) равна 98 г/моль:

• n(NH3) = 0,51 г / 17 г/моль = 0,030 моль
• n(H3PO4) = 5,88 г / 98 г/моль = 0,060 моль

Шаг 8: Определение конечного состава смеси

Аммиак будет реагировать с фосфорной кислотой, образуя аммонийные соли. В результате реакции образуется:

NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4 (аммоний дигидрофосфат)

Поскольку количество аммиака меньше, чем количество фосфорной кислоты, то вся масса аммиака будет использована, и образуется 0,030 моль аммоний дигидрофосфата.

Итог:

Таким образом, в результате реакции образуется смесь, состоящая из:

• 0,030 моль аммоний дигидрофосфата (NH4H2PO4)
• Остаток фосфорной кислоты: 0,060 моль - 0,030 моль = 0,030 моль H3PO4

В результате, состав образующейся смеси: 0,030 моль аммоний дигидрофосфата и 0,030 моль фосфорной кислоты.