Чтобы решить задачу, давайте подробно разберем, как вычислить массовую долю ангидрида (P₂O₅), образующегося при сжигании форфора (P) в кислороде (O).
Шаг 1: Определим реакцию
Форфор (фосфор) реагирует с кислородом при сжигании, образуя ангидрид фосфорной кислоты (P₂O₅):
[
4P + 5O₂ \rightarrow 2P₂O₅
]
Шаг 2: Найдем молекулярные массы
Для расчета нам нужны атомные массы:
- Атомная масса фосфора (P) = 31 г/моль
- Атомная масса кислорода (O) = 16 г/моль
Теперь найдем молекулярную массу P₂O₅:
- В одном молекуле P₂O₅ содержится 2 атома фосфора и 5 атомов кислорода.
- Молекулярная масса P₂O₅ = (2 × 31) + (5 × 16) = 62 + 80 = 142 г/моль
Шаг 3: Рассчитаем количество молей фосфора
Теперь мы знаем, что у нас есть 20 г фосфора. Вычислим, сколько это составляет в молях:
[
\text{Количество молей P} = \frac{\text{масса фосфора}}{\text{молекулярная масса фосфора}} = \frac{20, \text{г}}{31, \text{г/моль}} \approx 0.645, \text{моль}
]
Шаг 4: Найдем количество молей P₂O₅
Теперь, согласно стехиометрии реакции, мы знаем, что 4 моля P дают 2 моля P₂O₅. Для расчета количества образующегося P₂O₅ используем следующий коэффициент:
[
\text{Количество молей P₂O₅} = \frac{2}{4} \times \text{Количество молей P} = \frac{1}{2} \times 0.645 \approx 0.3225, \text{моль}
]
Шаг 5: Рассчитаем массу образовавшегося P₂O₅
Теперь найдём массу образовавшегося P₂O₅:
[
\text{Масса P₂O₅} = \text{Количество молей P₂O₅} \times \text{молекулярная масса P₂O₅} = 0.3225 \times 142 \approx 45.8, \text{г}
]
Округляя, получаем:
[
\text{Масса P₂O₅} \approx 46, \text{г}
]
Шаг 6: Находим массовую долю
Теперь мы можем вычислить массовую долю ангидрида P₂O₅, которая была получена из 20 г фосфора:
[
\text{Массовая доля P₂O₅} = \frac{\text{Масса P₂O₅}}{\text{Масса фосфора}} \times 100% = \frac{46, \text{г}}{20, \text{г}} \times 100% = 230%
]
Это значение кажется неуместным, давайте пересчитаем в контексте общей массы образовавшейся смеси (но это не требуется по условию). Вместо этого общее количество вещества может быть не учитываемо, так как мы просто ищем массе продукта.
Точнее, посмотрим на данные:
- Масса P₂O₅, образованного из 20 г P: примерно 46 г.
Ответ
Массовая доля (масса P₂O₅, полученная из 20 г P) составляет 46 г.
