Определите массу оксида фосфора, соответствующего фосфорной кислоте и содержащего столько же атомов фосфора, сколько их содержится в 49 кг этой кислоты. с дано, и решением

Для решения данной задачи начнем с анализа формулы фосфорной кислоты, чтобы определить, сколько атомов фосфора в ней содержится, а затем найдем соответствующий оксид фосфора.

Шаг 1: Формула фосфорной кислоты

Фосфорная кислота имеет химическую формулу \( H_3PO_4 \). Из этой формулы видно, что в одной молекуле фосфорной кислоты содержится один атом фосфора (P).

Шаг 2: Определение количества молекул фосфорной кислоты в 49 кг

Сначала найдем молекулярную массу фосфорной кислоты:

• Молярная масса водорода (H) ≈ 1 г/моль (3 атома водорода — 3 г)
• Молярная масса фосфора (P) ≈ 31 г/моль (1 атом — 31 г)
• Молярная масса кислорода (O) ≈ 16 г/моль (4 атома кислорода — 64 г)

Теперь найдем общую молярную массу \( H_3PO_4 \):

\[ \text{ММ}_{H_3PO_4} = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль} \]

Теперь найдем, сколько молей фосфорной кислоты содержится в 49 кг:

\[ 49 \text{ кг} = 49000 \text{ г} \]

\[ \text{Количество молей} = \frac{49000 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 500 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определение количества атомов фосфора

Так как в одной молекуле фосфорной кислоты содержится 1 атом фосфора, в 500 молях кислоты будет:

\[ 500 \text{ моль} \times (6.022 \times 10^{23} \text{ молекул/моль}) \approx 3.011 \times 10^{26} \text{ атомов фосфора} \]

Шаг 4: Определение массы оксида фосфора

А теперь нам нужно определить, какой оксид фосфора соответствует фосфорной кислоте. Это диоксид фосфора \( P_2O_5 \).

Посчитаем молярную массу \( P_2O_5 \):

• 2 атома фосфора: \( 2 \cdot 31 = 62 \text{ г} \)
• 5 атомов кислорода: \( 5 \cdot 16 = 80 \text{ г} \)

\[ \text{ММ}_{P_2O_5} = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль} \]

Шаг 5: Определение массы оксида, содержащего такое же количество фосфора

В одном моле \( P_2O_5 \) содержится 2 атома фосфора, следовательно, чтобы получить \( 3.011 \times 10^{26} \) атомов фосфора, нам нужно количество молей \( P_2O_5 \):

\[ \text{Количество молей } P_2O_5 = \frac{3.011 \times 10^{26} \text{ атомов фосфора}}{2} \div 6.022 \times 10^{23} \text{ молекул/моль} \approx 250 \text{ моль} \]

Шаг 6: Теперь находим массу оксида фосфора

Теперь умножаем количество молей на молярную массу:

\[ \text{Масса } P_2O_5 = 250 \text{ моль} \times 142 \text{ г/моль} = 35500 \text{ г} = 35.5 \text{ кг} \]

Итог

Таким образом, масса оксида фосфора, содержащего столько же атомов фосфора, сколько их содержится в 49 кг фосфорной кислоты, составляет 35.5 кг.