Для решения задачи необходимо выполнить несколько шагов. Давайте начнем с уравнения реакции, а затем рассчитаем массовую долю примесей в оксиде фосфора (V).
Шаг 1: Записываем уравнение реакции
Оксид фосфора(V) имеет формулу ( \text{P}_2\text{O}_5 ). При взаимодействии с гидроксидом натрия ( \text{NaOH} ) образуется фосфат натрия ( \text{Na}_3\text{PO}_4 ) и вода. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
\text{P}_2\text{O}_5 + 6 \text{NaOH} \rightarrow 2 \text{Na}_3\text{PO}_4 + 3 \text{H}_2\text{O}
]
Шаг 2: Определяем молекулярные массы реагентов и продуктов
Молярная масса оксида фосфора (V):
- Фосфор (P): 31 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль
- Молярная масса ( \text{P}_2\text{O}_5 = 2 \times 31 + 5 \times 16 = 62 + 80 = 142 ) г/моль
Молярная масса фосфата натрия ( \text{Na}_3\text{PO}_4 ):
- Натрий (Na): 23 г/моль
- Фосфор (P): 31 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль
- Молярная масса ( \text{Na}_3\text{PO}_4 = 3 \times 23 + 31 + 4 \times 16 = 69 + 31 + 64 = 164 ) г/моль
Шаг 3: Определяем количество оксида фосфора (V)
Мы имеем 78,9 г оксида фосфора(V). Рассчитаем количество (в молях):
[
n(\text{P}_2\text{O}_5) = \frac{m}{M} = \frac{78,9 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} \approx 0,555 \text{ моль}
]
Шаг 4: Определяем количество фосфата натрия, образующегося в реакции
Согласно уравнению реакции, 1 моль ( \text{P}_2\text{O}_5 ) дает 2 моль ( \text{Na}_3\text{PO}_4 ).
[
n(\text{Na}_3\text{PO}_4) = 2 \times n(\text{P}_2\text{O}_5) \approx 2 \times 0,555 \approx 1,11 \text{ моль}
]
Шаг 5: Определяем массу полученного фосфата натрия
Теперь можем рассчитать массу образовавшегося фосфата натрия:
[
m(\text{Na}_3\text{PO}_4) = n \times M = 1,11 \text{ моль} \times 164 \text{ г/моль} \approx 182 \text{ г}
]
Шаг 6: Учет потерь и примесей
В условии задачи указано, что мы получили 164 г соли, а рассчитали, что возможно до 182 г. Это значит, что имеется примесь в оксиде фосфора.
Чтобы найти массу примесей, вычтем массу полученной соли из рассчитанной массы:
[
m_{\text{примеси}} = m(\text{Na}_3\text{PO}4) - m{\text{полученная}} = 182 \text{ г} - 164 \text{ г} = 18 \text{ г}
]
Шаг 7: Массовая доля примесей в оксиде фосфора(V)
Теперь рассчитываем массовую долю примесей:
[
\text{Массовая доля примесей} = \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{оксид}}} \times 100% = \frac{18 \text{ г}}{78,9 \text{ г}} \times 100% \approx 22,84%
]
Ответ
Массовая доля примесей в оксиде фосфора(V) составляет примерно 22,84%.
