Врублевский А. И. Тренажер по химии
.pdf320 |
§ 25. Фосфор |
2Р°Н3+40“ = р;5о;2+зн;'о-2.
2)Na2H P04 -> СаНР04 -> Н3Р 04 -+ Са3(Р 04)2 -> -+ Са(Н2Р 0 4)2;
3)Р -> Р20 5 -+ (NH4)2H P04 -+ NH3 -+ N0;
4)СаС12 Ca(N03)2 -+ Ca3(P04)2 -> Са(Н2Р 0 4)2 -> -> СаНР04;
|
5) |
Са3(Р 04)2 -+ |
Р20 5 -> КН2Р 04 -+ К3Р 04 -> К.НРО,; |
|||
|
6) |
Р -+ Р20 5 -+ |
Са3(Р 04)2 -+ |
СаНР04 -+ |
Са(Н2Р 04)2; |
|
|
7) |
Н3Р 04 -> Р -> СаНР04 -> Са3(Р04)2 -> |
Н3Р 04; |
|||
|
8) |
Са(0Н)2 -> Са(Н2Р 04)2 -+ Са3(Р 04)2 -+ |
СаНР04 -» |
|||
-> |
Са(Н2Р 0 4)2; |
|
|
|
|
|
|
9) |
Н3Р 04 -> (NH4)2H P04 |
Са3(Р 04)2 -+ |
Са(Н2Р 04)2 |
||
-> |
Н3Р 04; |
|
|
|
|
|
|
10) (NH4)2H P94 -> Н3Р04-> Р -> н3Р04-+ КН2Р04. |
|||||
|
11) Р (1 моль) |
HNQ,(кони.) > |
о,5м аяь№ гО |
) _ |
||
|
|
|
/°, ИЗО. |
|
|
|
|
2моль NaOH |
0.5 моль Н3РР4 |
|
|
|
|
|
|
|
•А |
кон > В |
кон ... |
|
13) Р (1 моль) + HNQ3 + Н20
§ 25. Фосфор |
321 |
1,5моль Ва(ОН)2 |
^ • |
д Ог (мб ) >
15) Са3Р2(0,5 моль)
1 моль Ва(ОН)?
НзР04>г
д СаС12 > ^ С, SiQ2 ^
16) Р20 5 NaOH0>P>
ВаС|2> Н,Ю4> Н3Ю 4 >
ПРИМЕР 25-2. К раствору массой 242,9 г с массовой до лей Н3Р 04 8 % прибавили оксид фосфора (V) массой 7,1 г и раствор прокипятили. Найдите массовую долю вещества в полученном после завершения реакции растворе.
Решение При добавлении Р20 5 к раствору кислоты и дальнейшем
нагревании протекает химическая реакция образования но вой порции фосфорной кислоты:
0,05 моль р
Р20 . + ЗН20 = |
2Н3Р04. |
1 моль |
2 моль |
11 Зак. 3451
322 § 25. Фосфор
Находим массу Н3Р 04 в исходном растворе:
^(Н 3Р 04)исх = т(р-ра Н3Р 04)исх- Ц Н 3Р 04)исх =
= 242,9 • 0,08 = 19,4 (г).
По уравнению химической реакции рассчитываем массу
образовавшейся кислоты: |
|
|
||
М(Р20 5) = |
142 г/моль; Л/(Н3Р 04) = 98 г/моль; |
|||
„(Р 0 5) = |
М(Р20 5) |
= — |
= 0,05 (Моль)- |
|
2 5 |
|
142 |
(моль), |
|
х = п(Н3Р 0 4)о6раз = 0,05 2 = 0,1 (моль);
т (Н 3Р 04)образ = я(Н3Р 04)о6разМ(Н3Р 0 4) = 0,1 *98 = 9,8 (г).
Рассчитываем общую массу кислоты:
т (Н 3Р 04) = /л(Н3Р 04)исх + т (Н 3Р 04)образ =
= 19,4 + 9,8 = 29,2 (г).
Масса конечного раствора равна сумме масс исходного раствора кислоты и оксида фосфора (V):
/и(р-ра Н3Р 04) = т(р-ра Н3Р 0 4)исх + w(P20 5) =
= 242,9 + 7,1 = 250 (г).
Находим массовую долю Н3Р04 в конечном растворе:
w(H3P 0 4) = |
т(Н зР°4> |
_ 29Д _Q |
7 |
1 |
3 4 |
m(p-pa H3P 04) |
250 |
V |
Ответ: w(H3P 04) = 11,7%.
2.В воде объемом 600 см3 растворили при нагревании 71 г оксида фосфора (V). Какова массовая доля ортофосфорной кислоты в полученном растворе?
3.В 600 см3 раствора с w(H3P04) = 85 % (р = 1,7 г/см3) при нагревании растворили 71 г Р20 5. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.
324 |
§ 25. Фосфор |
Л/(Р20 5) = 142 г/моль.
Находим химическое количество полученной кислоты:
И(Р 0 5) = w^p2?5.) = |
= 0 03 (моль); |
2 5 М(Р20 5) |
142 |
х = п(Н3Р 0 4) = О 03-2= 0,06 (моль).
Далее кислота реагирует с гидрофосфатом натрия, обра зуя дигидрофосфат натрия:
Zмоль |
0,06 моль |
у |
|
Na2HP04 + Н3Р 04 = 2NaH2P04. |
(25-2) |
||
1 моль |
1 моль |
2 моль |
|
Находим химическое количество Na2H P04 и устанавлива ем, какое из веществ (Na2H P04 или Н3Р 04) взято с избытком.
M(Na2H P04) = 142 г/моль; M(NaH2P 04) = 120 г/моль;
m(Na2H P04) = m(p-pa Na2H P04)w (N a2H P04) =
|
|
= 71-0,2= 14,2 (г); |
|
|
/ж. |
ттт>г» Ч |
m(Na2H P04) |
14,2 |
0,10(моль). |
n(Na,HPO.) = |
-------- — = |
-------142 |
||
2 |
4 |
M(Na2HP04) |
|
|
Так как w(Na2H P04) > л(Н3Р 0 4), приходим к выводу: с из бытком взята кислая соль, расчет ведем по химическому ко личеству кислоты.
Из уравнения (25-2) видно:
у = n(NaH2P 04) = 0,(^ ' 2 = 0,12 (моль).
Рассчитываем химическое количество прореагировавшей соли Na2H P04 (см. уравнение (25-2)):
0,06 1
z = n(Na2HP04)npop = -4 -— = 0,06 (моль). 1
Тогда избыточное (непрореагировавшее) химическое ко личество Na2H P04 равно:
§ 25. Фосфор |
327 |
24.Массовая доля Са3(Р04)2 в составе фосфорита равна 95 %. Какую массу раствора Н3Р04 (в кг) с w = 80 %можно получить из 600 кг фосфорита при выходе продукта реакции 85 %?
25.Фосфор, полученный из 1 кг фосфорита с массовой долей примесей 12,5 %, окислили. Полученный Р20 5 раство рили в 2 дм3 раствора с и>(Н3Р 04) = 9,43 % (р = 1,05 г/см3).
Какой стала массовая доля кислоты в растворе, если выход продукта на первой стадии 75 %, на второй —80 %?
26.Определите состав и массовую долю соли в растворе, полученном при взаимодействии 13,77 г ВаО со 100 см3 ра створа с w(H3P04) = 16,18 % (р = 1,09 г/см3).
27.В 1000 г раствора находится смесь нитрата калия, хло рида аммония и фосфата натрия общей массой 70,0 г. При обработке 100 г такого раствора избытком раствора щелочи выделяется 448 см3 (н.у.) газа. При обработке 10 г исходного раствора избытком нитрата серебра выпадает 1,544 г осадка. Вычислите массовые доли веществ в исходном растворе.
28.Фосфор, полученный восстановлением 221,4 кг фос форита, содержащего 30 % примесей по массе, сожгли в из бытке кислорода и оксид фосфора (V) растворили в 138,6 дм3 аммиачной воды с w(NH3) = 20 % (р = 0,92 г/см3). Определи те массовые доли веществ в полученном растворе.
29.Рассчитайте массовые доли веществ в растворе, образу
ющемся при добавлении к 200 см3 раствора К3Р 04 (w = 20 %, р = 1,06 г/см3) такого количества Р20 5, при растворении ко торого в 50 г раствора Н3Р 04 ее массовая доля возрастает с 20 %
до 69 %.
30. Смесь Са и Р нагрели, полученный продукт растворили в соляной кислоте и получили газ объемом 28 дм3 (н.у.). Этот газ сожгли в избытке 0 2; продукт сгорания образует 142 г гидро фосфата натрия. Найдите массы Са и Р в исходной смеси.
31.* В какой массе воды надо растворить 14,2 г оксида фос фора (V), чтобы на каждую молекулу Н3Р 04 приходилось 10 молекул воды?
328 |
§ 25. Фосфор |
32. Имеется смесь Са и Р, при нагревании которой в отсут ствие 0 2 получили сплав массой 52,95 г. При растворении этого сплава в соляной кислоте выделилось 16,8 дм3 (н.у.) газа с относительной плотностью по водороду 10,6. Определите массовые доли веществ до и после сплавления.
33.* В растворе с w(H3P04) = 10 % массой 80 г растворили при нагревании Р20 5. В результате w(H3P04) стала равной 15 %. Определите массу растворенного оксида.
34.* При обработке водой смеси фосфида и гидрида ще лочного металла с равными массовыми долями получили га зовую смесь с относительной плотностью по азоту 0,2926. Установите металл.
35.* Какой объем смеси NH3 и Н2 (относительная плот ность по водороду 2,00) надо пропустить через 100 г раствора с w(H3P 04) = 9,80 %, чтобы массовые доли обеих кислых со лей стали равными?
36.* В воде массой 500 г растворили 48,0 г гидрида натрия и в полученный раствор внесли 106,5 г Р20 5. Найдите массо вые доли солей в полученном растворе.
37.* Какую массу КОН нужно добавить к раствору Н3Р 04 массой 500 г (w = 49 %), чтобы массовые доли средней соли и гидрофосфата калия стали равными?
38.* Какую массу Р20 5 нужно добавить к 290 г раствора с w(K3P04) = 40 %, чтобы массовая доля KjHPO,, была в два раза больше массовой доли К3Р04?Чему равны массовые доли этих солей?
39.* К раствору КН2Р 04 массой 340 г с w(KH2P 04) = 14,0 %
добавили 38 г кристаллогидрата этой соли, после чего w(KH2P 0 4) стала равной 19,79 %. Установите формулу крис таллогидрата.
40. Определите w(H3P04) в растворе, полученном при на гревании раствора с w(HP03) = 8,0 %.
§ 25. Фосфор |
329 |
41. При нагревании водного раствора дифосфорной кис лоты н 4р2о 7 последняя превращается в ортофосфорную кис лоту. Какой должна бьггь w(H4P20 7) в растворе, при кипяче нии которого можно получить раствор с w(H3P04) = 9,8 %?
42.* Имеется смесь фосфина и газа Х2 общим объемом (н.у.) 6,72 дм3 и массой 9,0 г. Фосфина в смеси содержится столько, сколько его теоретически можно получить из ортофосфата кальция массой 15,5 г. Установите газ Х2.
43.* Какой объем (н.у.) кислорода потребуется для сжига ния смеси белого фосфора и ромбической серы массой 10,0 г с одинаковым числом атомов серы и фосфора (образуются
S02 и Р20 5)?
44.Сосуд некоторого объемазаполнили воздухом массой 145 ц после чего в нем сожгли фосфор массой 6,2 г, а затем темпе ратуру привели к исходной. Пренебрегая объемом твердого продукта, найдите отношение конечного и начального дав лений в сосуде.
45.При нагревании 9,8 г Н3Р 04 образуется линейный по лимер состава (Н Р03)п -Н20 и 1,71 г Н20 . Определите сред нюю молярную массу полимера (все цепочки имеют одина ковую длину).
Ответы
2 .14,6 %. 3. 88,5 %. 4. 473,3 г. 5 .14,2 г. 6 .2162 см3. 7 .19 %. 8. 62 г. 9. 5,8 % KjHPO,, и 9,1 % КН2Р04. 10.23,7 г КМп04 и 1,9 г Р. И . 12,98 % (NH4)2HP04; 14,35 % NH4H2P04. 12. 43,52 г CaS04; 28,08 г Са(Н2Р 04)2; 21,76 г СаНРО„. 13.62 г Р и 205,2 г КС103. 14.16,0 %. 15.0,1 моль КН2Р 04 и 0,1 моль 1С,НР04. 16.0,81 ммоль Ва(Н2Р 04)2 и 1,38 ммоль ВаНР04. 17.9,05 % КН2Р 04 и 1,87 % К2Н Р 04. 18. 0,0682 NaH2P 0 4. 19. 5,19 % Na2HPO„ и 4,39 % NaH2P 04. 20. 3,25 % КН2Р04 и 2,02 % К2НР04. 21. 14,7 % Na3PO„; 0,5 % NaOH. 22. 2,62 г. 23. 52,9 г. 24. 383 кг. 25. 22,64 %. 26. 24,26 % Ва(Н2Р 04)2. 27. 1,01 % K N 03; 4,92 % Na2P 04; 1,07 % NH4C1. 28. 28,46 % NH4H2P04; 33,25 % (NH4)2HPO„. 29. 39,97 % KH2P 04; 3,96 % H3P 04. 30. 70 г Ca; 31 г P. 31. 41,4 r. 32. До сплавления: 73,65 % Са и 26,35 % Р. После сплавления: 22,66 % Са и 77,34 %
Са3Р2. 33. 3,25 г. 34. Na. 35. 25,2 дм3. 36. 18,4 % NaH2P04; 10,9 % Na2HP04. 37. 343,3 г. 38. 12,0 г Р20 5; 14,6 % К ,Р04 и 29,3 % К2НР04. 39. КН2Р0„-ЗН20 . 40.9,8 %. 41.8,9 %. 42. Nr 43.7,9 дм3.44. Ркон/Рии = 100,8/112 = 0,9.45.1618 г/моль.