При растворении в некотором количестве воды дигидрата гидрофосфата натрия и дигидрата дигидрофосфата натрия получили раствор массой 300 г. Этот раствор разлили в две колбы в массовом соотношении 1:2. В первую колбу добавили избыток гидроксида кальция, при этом в образовавшемся растворе не содержалось фосфат-ионов, а масса выпавшего осадка составила 46,5 г. К раствору во второй колбе добавили 25 г 16%-го раствора гидроксида натрия, что привело к выравниванию молярных концентраций кислых солей. Определите массовую долю воды в первоначальном растворе.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Запишем уравнения реакций:
1) $\ChemForm2Na_2HPO_4 + 3Ca ( OH ) _2 = Ca_3 ( PO_4 ) _2 + 4NaOH + 4H_2O$
2) $\ChemForm2NaH_2PO_4 + 3Ca ( OH ) _2 = Ca_3 ( PO_4 ) _2 + 2NaOH + 4H_2O$
3) $\ChemFormNaH_2PO_4 + NaOH = Na_2HPO_4 + H_2O$
2. Определим массы двух порций раствора. Пусть масса раствора в первой колбе составила $x г$ раствора. Составим уравнение:
$x + 2x=300$
$x=100$
Таким образом, масса раствора в первой колбе составляет треть от массы исходного раствора, а также количества растворённых веществ составят треть от количеств этих же веществ в исходном растворе. Соответственно во второй колбе количества солей составят 2/3 от исходных количеств. Пусть в исходной смеси содержалось $a моль$ $\ChemFormNa_2HPO_4 \cdot 2H_2O$ и $b моль$ $\ChemFormNaH_2PO_4 \cdot 2H_2O$ Найдем количество гидроксида натрия, добавленного во вторую колбу:
$\it \nu\rm ( NaOH ) = $\frac{25 \cdot 0,16}{40}$ = 0,1 моль$
Исходя из уравнения III, количества вступившего в реакцию дигидрофосфата натрия и образовавшегося гидрофосфата составят также по 0,1 моль. Так как равны молярные концентрации кислых солей, значит, равны их количества веществ во второй колбе. Составим уравнение:
$\frac{2}{3} a + 0,1= $\frac{2}{3}$ b - 0,1$
$b - a=0,3$
$b=0,3 + a$
Согласно уравнениям I и II количество образовавшегося фосфата кальция $\frac{1}{6} a + $\frac{1}{6}$ b моль$ Составим второе уравнение:
$( $\frac{1}{6}$ a + $\frac{1}{6}$ b ) \cdot 310 = 46,5$
$a + b=0,9$
Подставим выражение для b из предыдущего уравнения:
$a + 0,3 + a=0,9$
$2a=0,6$
$a=0,3, b=0,6$
$\nu\rm ( Na_2HPO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,3 моль$
$\nu\rm ( NaH_2PO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,6 моль$
$\it m\rm ( Na_2HPO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,3 \cdot 178 = 53,4 г$
$\it m\rm ( NaH_2PO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,6 \cdot 156 = 93,6 г$
$\it m\rm ( H_2O ) _из кр/г = ( 0,3 + 0,6 ) \cdot 0,2 \cdot 18 = 32,4 г$
$\it m\rm ( H_2O ) _доб = 300 - 53,4 - 93,6 = 153 г$
$\it m\rm ( H_2O ) _в р - ре = 32,4 + 153 = 185,4 г$
$\it \omega\rm ( H_2O ) = $\frac{185,4}{300}$ \cdot 100\% = 61,8\%$
1) $\ChemForm2Na_2HPO_4 + 3Ca ( OH ) _2 = Ca_3 ( PO_4 ) _2 + 4NaOH + 4H_2O$
2) $\ChemForm2NaH_2PO_4 + 3Ca ( OH ) _2 = Ca_3 ( PO_4 ) _2 + 2NaOH + 4H_2O$
3) $\ChemFormNaH_2PO_4 + NaOH = Na_2HPO_4 + H_2O$
2. Определим массы двух порций раствора. Пусть масса раствора в первой колбе составила $x г$ раствора. Составим уравнение:
$x + 2x=300$
$x=100$
Таким образом, масса раствора в первой колбе составляет треть от массы исходного раствора, а также количества растворённых веществ составят треть от количеств этих же веществ в исходном растворе. Соответственно во второй колбе количества солей составят 2/3 от исходных количеств. Пусть в исходной смеси содержалось $a моль$ $\ChemFormNa_2HPO_4 \cdot 2H_2O$ и $b моль$ $\ChemFormNaH_2PO_4 \cdot 2H_2O$ Найдем количество гидроксида натрия, добавленного во вторую колбу:
$\it \nu\rm ( NaOH ) = $\frac{25 \cdot 0,16}{40}$ = 0,1 моль$
Исходя из уравнения III, количества вступившего в реакцию дигидрофосфата натрия и образовавшегося гидрофосфата составят также по 0,1 моль. Так как равны молярные концентрации кислых солей, значит, равны их количества веществ во второй колбе. Составим уравнение:
$\frac{2}{3} a + 0,1= $\frac{2}{3}$ b - 0,1$
$b - a=0,3$
$b=0,3 + a$
Согласно уравнениям I и II количество образовавшегося фосфата кальция $\frac{1}{6} a + $\frac{1}{6}$ b моль$ Составим второе уравнение:
$( $\frac{1}{6}$ a + $\frac{1}{6}$ b ) \cdot 310 = 46,5$
$a + b=0,9$
Подставим выражение для b из предыдущего уравнения:
$a + 0,3 + a=0,9$
$2a=0,6$
$a=0,3, b=0,6$
$\nu\rm ( Na_2HPO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,3 моль$
$\nu\rm ( NaH_2PO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,6 моль$
$\it m\rm ( Na_2HPO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,3 \cdot 178 = 53,4 г$
$\it m\rm ( NaH_2PO_4 \cdot 2H_2O ) = 0,6 \cdot 156 = 93,6 г$
$\it m\rm ( H_2O ) _из кр/г = ( 0,3 + 0,6 ) \cdot 0,2 \cdot 18 = 32,4 г$
$\it m\rm ( H_2O ) _доб = 300 - 53,4 - 93,6 = 153 г$
$\it m\rm ( H_2O ) _в р - ре = 32,4 + 153 = 185,4 г$
$\it \omega\rm ( H_2O ) = $\frac{185,4}{300}$ \cdot 100\% = 61,8\%$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 122784 • Задание №24
Установите соответствие между формулами металлов и реагентом, с помощью которого их можно различить.
ФОРМУЛЫ ...
ID 172269 • Задание №2
[рис.] На приведенном рисунке изображена модель атома химического элемента. Запишите в поле ответа номер перио...
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...