34.5 К раствору, образовавшемуся в результате взаимодействия 9,1 г фосфида кальция и 200 мл 5%-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,1 г/мл), добавили 250 г 3%-ного раствора

Question

Реши задание на изображении

Расшифровка фото нейросетью:
34.5 К раствору, образовавшемуся в результате взаимодействия 9,1 г фосфида кальция и 200 мл 5%-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,1 г/мл), добавили 250 г 3%-ного раствора карбоната натрия. Определите массу образовавшегося осадка и объём выделившегося газа (н. у.). Реакции протекают по схемам:
$\mathrm{Ca_3P_2 + HCl \rightarrow CaCl_2 + PH_3\uparrow}$
$\mathrm{CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + NaCl}$

Answer

Краткий ответ

$$
m(\mathrm{CaCO_3})=7{,}075\ \text{г}\approx 7{,}1\ \text{г}
$$

(если округлить количество карбоната натрия до $0{,}07$ моль, получится $7{,}0$ г),

$$
V(\mathrm{PH_3})=2{,}24\ \text{л (н. у.)}.
$$

Ход решения

1. Найдём количество фосфида кальция:

$$
M(\mathrm{Ca_3P_2})=3\cdot40+2\cdot31=182\ \text{г/моль},
$$
$$
n(\mathrm{Ca_3P_2})=\frac{9{,}1}{182}=0{,}050\ \text{моль}.
$$

2. Найдём массу и количество хлороводорода:

$$
m(\text{раствора HCl})=200\cdot1{,}1=220\ \text{г},
$$
$$
m(\mathrm{HCl})=220\cdot0{,}05=11\ \text{г},
$$
$$
n(\mathrm{HCl})=\frac{11}{36{,}5}\approx0{,}301\approx0{,}30\ \text{моль}.
$$

Реакция первой стадии:

$$
\mathrm{Ca_3P_2+6HCl\rightarrow3CaCl_2+2PH_3\uparrow}.
$$

На $0{,}050$ моль $\mathrm{Ca_3P_2}$ нужно $0{,}30$ моль $\mathrm{HCl}$, то есть кислоты достаточно. Считаем продукты по фосфиду:

$$
n(\mathrm{CaCl_2})=3\cdot0{,}050=0{,}150\ \text{моль},
$$
$$
n(\mathrm{PH_3})=2\cdot0{,}050=0{,}100\ \text{моль}.
$$

Тогда объём фосфина:

$$
V(\mathrm{PH_3})=0{,}100\cdot22{,}4=2{,}24\ \text{л}.
$$

3. Найдём количество карбоната натрия:

$$
m(\mathrm{Na_2CO_3})=250\cdot0{,}03=7{,}5\ \text{г},
$$
$$
n(\mathrm{Na_2CO_3})=\frac{7{,}5}{106}\approx0{,}0708\ \text{моль}.
$$

Вторая реакция:

$$
\mathrm{CaCl_2+Na_2CO_3\rightarrow CaCO_3\downarrow+2NaCl}.
$$

По уравнению вещества реагируют $1:1$. У нас $\mathrm{CaCl_2}$ — $0{,}150$ моль, а $\mathrm{Na_2CO_3}$ — только $0{,}0708$ моль. Значит, карбонат натрия в недостатке, и осадок считаем по нему:

$$
n(\mathrm{CaCO_3})=n(\mathrm{Na_2CO_3})=0{,}0708\ \text{моль},
$$
$$
m(\mathrm{CaCO_3})=0{,}0708\cdot100=7{,}08\ \text{г}\approx7{,}1\ \text{г}.
$$

Проверка. $\mathrm{CaCl_2}$ в избытке: $0{,}150-0{,}0708=0{,}0792$ моль останется в растворе. Поэтому масса осадка действительно определяется карбонатом натрия.

Ответ: $m(\mathrm{CaCO_3})\approx7{,}1$ г (при округлении до $0{,}07$ моль — $7{,}0$ г); $V(\mathrm{PH_3})=2{,}24$ л.