смешали порцию фосфорного анигрида массой 14,2 г и порцию оксида калия массой 37,6 г. Определите массу образовавшийся соли и массу одного из реагентов, оставшегося после реакции
Для решения этой задачи необходимо сначала определить, какие вещества реагируют и какие продукты образуются в результате реакции.
Фосфорный анхидрид (P2O5) реагирует с оксидом калия (K2O), образуя соль — фосфат калия (K3PO4).
Реакция выглядит следующим образом: \[ P2O5 + 3 K2O \rightarrow 2 K3PO4 \]
Теперь давайте найдем молекулярные массы реагентов:
Молекулярная масса P2O5:
- P: 30.97 г/моль (2 атома)
- O: 16.00 г/моль (5 атомов)
Итого: \( (2 \times 30.97) + (5 \times 16.00) = 61.94 + 80.00 = 141.94 \) г/моль.
Молекулярная масса K2O:
- K: 39.10 г/моль (2 атома)
- O: 16.00 г/моль (1 атом)
Итого: \( (2 \times 39.10) + 16.00 = 78.20 + 16.00 = 94.20 \) г/моль.
Теперь найдем количество каждой из субстанций в молях:
Для фосфорного анхидрида: \[ n(P2O5) = \frac{14.2 \, \text{г}}{141.94 \, \text{г/моль}} \approx 0.100 \, \text{моль} \]
Для оксида калия: \[ n(K2O) = \frac{37.6 \, \text{г}}{94.20 \, \text{г/моль}} \approx 0.399 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции, 1 моль P2O5 реагирует с 3 моль K2O. Таким образом, для 0.100 моль P2O5 нам нужно: \[ 0.100 \, \text{моль} \times 3 = 0.300 \, \text{моль K2O} \]
У нас есть 0.399 моль K2O, что означает, что он является избытком. Потребуется только 0.300 моль.
Теперь рассчитаем массу образовавшейся соли (K3PO4). По уравнению реакции, на каждые 1 моль P2O5 образуется 2 моль K3PO4: \[ 0.100 \, \text{моль P2O5} \rightarrow 0.200 \, \text{моль K3PO4} \]
Теперь определим молекулярную массу K3PO4:
- K: 39.10 г/моль (3 атома)
- P: 30.97 г/моль (1 атом)
- O: 16.00 г/моль (4 атома)
Итого: \[ (3 \times 39.10) + (1 \times 30.97) + (4 \times 16.00) = 117.30 + 30.97 + 64.00 = 212.27 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдем массу образовавшейся соли: \[ m(K3PO4) = n(K3PO4) \times M(K3PO4) = 0.200 \, \text{моль} \times 212.27 \, \text{г/моль} \approx 42.454 \, \text{г} \]
Теперь определим массу оставшегося реагента (K2O): Мы использовали 0.300 моль K2O из 0.399 моль. Значит, оставшееся количество: \[ 0.399 \, \text{моль} - 0.300 \, \text{моль} = 0.099 \, \text{моль} \]
И его масса: \[ m(K2O) = 0.099 \, \text{моль} \times 94.20 \, \text{г/моль} \approx 9.32 \, \text{г} \]
Итак, ваши ответы:
- Масса образовавшейся соли (K3PO4) составляет приблизительно 42.45 г.
- Масса оставшегося оксида калия (K2O) составляет приблизительно 9.32 г.
