Давайте решим задачу пошагово.
Шаг 1: Найти массу фосфорной кислоты в растворе
У нас есть 85 г 15%-ного раствора фосфорной кислоты. Процентное содержание вещества в растворе означает, что в 100 г раствора содержится 15 г чистой фосфорной кислоты.
Чтобы найти массу фосфорной кислоты в 85 г раствора, воспользуемся пропорцией:
\[ \text{Масса фосфорной кислоты} = 85\, \text{г} \times \frac{15\, \text{г}}{100\, \text{г}} = 85\, \text{г} \times 0.15 = 12.75\, \text{г} \]
Шаг 2: Определить химическую реакцию
Фосфат аммония (\( \text{NH}_4\text{PO}_4 \)) образуется в результате реакции между фосфорной кислотой (\( \text{H}_3\text{PO}_4 \)) и аммиаком (\( \text{NH}_3 \)). Реакция выглядит так:
\[ \text{H}_3\text{PO}_4 + \text{NH}_3 \rightarrow \text{NH}_4\text{PO}_4 \]
Согласно уравнению, молекулы фосфорной кислоты и аммиака реагируют в соотношении 1:1. Это значит, что на каждую молекулу фосфорной кислоты нужна одна молекула аммиака.
Шаг 3: Рассчитать молекулярные массы
Теперь нам нужно знать молекулярные массы веществ:
Молекулярная масса фосфорной кислоты (\( \text{H}_3\text{PO}_4 \)):
\( 3 \times 1.01 + 30.97 + 4 \times 16.00 = 98.00 \, \text{г/моль} \)Молекулярная масса фосфата аммония (\( \text{NH}_4\text{PO}_4 \)): \( 14.01 + 4 \times 1.01 + 30.97 + 4 \times 16.00 = 132.06 \, \text{г/моль} \)
Шаг 4: Нахождение количества моль фосфорной кислоты
Теперь найдем количество моль фосфорной кислоты в 12.75 г:
\[ n_{\text{H}_3\text{PO}_4} = \frac{\text{масса}}{\text{молекулярная масса}} = \frac{12.75\, \text{г}}{98.00\, \text{г/моль}} \approx 0.13\, \text{моль} \]
Шаг 5: Нахождение массы фосфата аммония, который можно получить
Так как реагенты находятся в соотношении 1:1, количество моль фосфата аммония будет таким же, как и количество моль фосфорной кислоты:
\[ n_{\text{NH}_4\text{PO}_4} = n_{\text{H}_3\text{PO}_4} \approx 0.13\, \text{моль} \]
Теперь вычислим массу полученного фосфата аммония:
\[ \text{масса } \text{NH}_4\text{PO}_4 = n_{\text{NH}_4\text{PO}_4} \times \text{молекулярная масса } \text{NH}_4\text{PO}_4 \]
\[ \text{масса } \text{NH}_4\text{PO}_4 \approx 0.13\, \text{моль} \times 132.06\, \text{г/моль} \approx 17.17\, \text{г} \]
Ответ
Из 85 г 15%-ного раствора фосфорной кислоты с аммиаком можно получить примерно 17.17 г фосфата аммония.