Какой оксид фосфора получится при сжигании 3,1 г фосфора, если его растворить в 95,2 мл 4% раствора гидроксида натрия (при плотности 1,05 г/мл)? Какую соль можно получить и какова ее массовая доля?

Химия 9 класс Оксиды и соли фосфора оксид фосфора сжигание фосфора раствор гидроксида натрия массовая доля соли химические реакции Новый

Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько шагов:

1. Определение количества фосфора:
   • Сначала найдем количество вещества фосфора (P) в граммах. Молярная масса фосфора составляет примерно 31 г/моль.
   • Количество вещества фосфора можно рассчитать по формуле: n = m / M, где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
   • Подставляем значения: n = 3,1 г / 31 г/моль ≈ 0,1 моль.
2. Определение количества гидроксида натрия:
   • Сначала найдем массу 4% раствора NaOH. Плотность раствора составляет 1,05 г/мл, и объем раствора 95,2 мл.
   • Масса раствора: m = V × ρ = 95,2 мл × 1,05 г/мл ≈ 100 г.
   • Теперь найдем массу NaOH в растворе: m(NaOH) = 4% от 100 г = 4 г.
   • Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль. Рассчитаем количество вещества NaOH: n(NaOH) = 4 г / 40 г/моль = 0,1 моль.
3. Реакция фосфора с гидроксидом натрия:
   • Фосфор при сжигании в кислороде образует оксид фосфора. В данном случае, при недостатке кислорода, образуется фосфин (PH3).
   • Однако, в реакции с NaOH может образоваться фосфат натрия (Na3PO4) в результате взаимодействия с фосфором и водой.
   • Согласно уравнению реакции, 1 моль фосфора реагирует с 3 моль NaOH для образования фосфата натрия.
   • У нас 0,1 моль фосфора, следовательно, потребуется 0,3 моль NaOH, а у нас только 0,1 моль NaOH. Это значит, что NaOH является лимитирующим реагентом.
4. Определение образующейся соли:
   • При реакции фосфора с NaOH образуется фосфат натрия (Na3PO4) и водород.
   • Так как у нас недостаток NaOH, фосфат натрия не может образоваться в полном объеме, но в результате реакции образуется некоторая его часть.
5. Расчет массовой доли соли:
   • Общая масса образовавшейся соли будет зависеть от того, сколько NaOH реагировало. Так как у нас 0,1 моль NaOH, то: n(Na3PO4) = n(NaOH) / 3 = 0,1 моль / 3 ≈ 0,033 моль.
   • Молярная масса Na3PO4 составляет 163 г/моль. Масса соли: m(Na3PO4) = n × M = 0,033 моль × 163 г/моль ≈ 5,4 г.
   • Теперь найдем массовую долю соли в растворе. Общая масса раствора (100 г) и масса соли (5,4 г): массовая доля = (m(Na3PO4) / m(раствора)) × 100% = (5,4 г / 100 г) × 100% = 5,4%.

Таким образом, при сжигании 3,1 г фосфора в 95,2 мл 4% раствора гидроксида натрия образуется фосфат натрия, и его массовая доля составляет 5,4%.