Белый фосфор массой 18,6 г сожгли в хлоре объёмом 33,6 л (н. у.). При этом реакция прошла со 100%-ным выходом. Полученное твердое вещество при нагревании до 60 °C растворили в 1004 г насыщенного раствора гидроксида калия. Вычислите массу соли, выпавшей в осадок после охлаждения полученного раствора до 20 °C. Растворимость гидроксида калия при 60 °C составляет 147,5 г на 100 г воды, растворимость при 20 °C фосфата калия 98,5 г на 100 г воды, хлорида калия 34°г на 100 г воды.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Для определения продукта хлорирования фосфора вычислим соотношение, в котором взяты исходные вещества:
$\it \nu\rm ( P ) = 18,6/31 = 0,6 моль$
$\it \nu\rm ( Cl_2 ) = 33,6/22,4 = 1,5 моль$
Таким образом, $\it \nu\rm ( P ) :\it\nu\rm ( Cl_2 ) = 0,6:1,5 = 2:5$ следовательно, образуется пентахлорид фосфора в количестве 0,6 моль:
1) $\ChemForm2P + 5Cl_2 \reactrarrow0pt1 cm 2PCl_5$
2) $\ChemFormPCl_5 + 8KOH \reactrarrow0pt1 cm K_3PO_4 + 5KCl + 4H_2O$
2. Исходя из растворимости гидроксида калия рассчитаем его массовую долю в насыщенном растворе при 60 °C:
$\it \omega\rm ( KOH ) _60°C = $\frac{147,5}{247,5}$ = 0,596$
Тогда в 1004 г насыщенного при этой температуре раствора содержится $1004 \cdot 0,596 = 598,384 г ( 10,7 моль )$ гидроксида калия. Рассчитаем массу воды в этом растворе:
$\it m\rm ( H_2O ) _в насыщ. р - ре KOH при 60°C = 1004 - 598,384 = 405,616г$
Согласно уравнению (2) $\ChemFormPCl_5$ взят в недостатке, по нему рассчитаем количество образовавшейся в ходе этой реакции воды:
$\it m\rm ( H_2O ) _2 = 0,6 \cdot 4 \cdot 18 = 43,2г$
$\it m\rm ( H_2O ) _общ. = 405,616 + 43,2 = 448,816г$ \
Найдем количества образовавшихся в ходе реакции (2) солей и определим, какая из них выпадает в осадок при охлаждении до 20 °C:
$\it \nu\rm ( K_3PO_4 ) = 0,6 моль$
$\it m\rm ( K_3PO_4 ) = 0,6 \cdot 212 = 127,2 г$
$\it \nu\rm ( KCl ) = 3 моль$
$\it m\rm ( KCl ) = 3 \cdot 74,5 = 223,5 г$
3. $\ChemFormK_3PO_4:$ в 100 г воды растворяется 98,5 г соли, тогда в 448,816 г воды — 442,1 г соли, значит, весь фосфат калия останется в растворе.
$\ChemFormKCl:$ в 100 г воды растворяется 34 г соли, тогда в 448,816 г воды — 152,6 г соли. Значит, $223,5 – 152,6 = 70,9 г$ хлорида калия выпадет в осадок.
$\it \nu\rm ( P ) = 18,6/31 = 0,6 моль$
$\it \nu\rm ( Cl_2 ) = 33,6/22,4 = 1,5 моль$
Таким образом, $\it \nu\rm ( P ) :\it\nu\rm ( Cl_2 ) = 0,6:1,5 = 2:5$ следовательно, образуется пентахлорид фосфора в количестве 0,6 моль:
1) $\ChemForm2P + 5Cl_2 \reactrarrow0pt1 cm 2PCl_5$
2) $\ChemFormPCl_5 + 8KOH \reactrarrow0pt1 cm K_3PO_4 + 5KCl + 4H_2O$
2. Исходя из растворимости гидроксида калия рассчитаем его массовую долю в насыщенном растворе при 60 °C:
$\it \omega\rm ( KOH ) _60°C = $\frac{147,5}{247,5}$ = 0,596$
Тогда в 1004 г насыщенного при этой температуре раствора содержится $1004 \cdot 0,596 = 598,384 г ( 10,7 моль )$ гидроксида калия. Рассчитаем массу воды в этом растворе:
$\it m\rm ( H_2O ) _в насыщ. р - ре KOH при 60°C = 1004 - 598,384 = 405,616г$
Согласно уравнению (2) $\ChemFormPCl_5$ взят в недостатке, по нему рассчитаем количество образовавшейся в ходе этой реакции воды:
$\it m\rm ( H_2O ) _2 = 0,6 \cdot 4 \cdot 18 = 43,2г$
$\it m\rm ( H_2O ) _общ. = 405,616 + 43,2 = 448,816г$ \
Найдем количества образовавшихся в ходе реакции (2) солей и определим, какая из них выпадает в осадок при охлаждении до 20 °C:
$\it \nu\rm ( K_3PO_4 ) = 0,6 моль$
$\it m\rm ( K_3PO_4 ) = 0,6 \cdot 212 = 127,2 г$
$\it \nu\rm ( KCl ) = 3 моль$
$\it m\rm ( KCl ) = 3 \cdot 74,5 = 223,5 г$
3. $\ChemFormK_3PO_4:$ в 100 г воды растворяется 98,5 г соли, тогда в 448,816 г воды — 442,1 г соли, значит, весь фосфат калия останется в растворе.
$\ChemFormKCl:$ в 100 г воды растворяется 34 г соли, тогда в 448,816 г воды — 152,6 г соли. Значит, $223,5 – 152,6 = 70,9 г$ хлорида калия выпадет в осадок.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 124792 • Задание №30
Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: гидрокарбонат натрия, иодид калия, сульфат меди...
ID 173367 • Задание №14
$\ChemFormN_2$ является окислителем в реакции с
1) $\ChemFormO_2$
2) $\ChemFormH_2$
3) $\ChemFormCl_2$
...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...