Задача по химии Фосфор массой 15,5 г сожгли в 10,64 л (н.у.) кислорода. Полученное твёрдое вещество растворили в 656 мл 15%-го раствора
гидроксида калия (плотность раствора 1,138 г/мл). Рассчитайте
массовые доли веществ в конечном растворе

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество кислорода, необходимого для полного сгорания фосфора:

P + 5O2 = P2O5

Молярная масса фосфора (P) = 30,97 г/мол
Молярная масса диоксида фосфора (P2O5) = 141,94 г/моль

Масса потребного кислорода
m(O2) = (m(P) 5 M(O2)) / M(P2O5) = (15,5 5 32) / 141,94 ≈ 17,66 г

Объем кислорода при нормальных условиях равен 22,4 л/моль. По закону Лушера объем кислорода при сгорании будет в 5 раз больше, чем объем фосфора в самом начале
V(O2) = 5 * 10,64 л = 53,2 л

Молярный объем кислорода при нормальных условиях равен 22,4 л/моль, значит количество кислорода, необходимого для сгорания фосфора, равно
n(O2) = V(O2) / Vm(O2) = 53,2 / 22,4 ≈ 2,375 моль

Исходя из уравнения реакции, каждый моль фосфора соединяется с 5 молями кислорода
n(P2O5) = n(O2) / 5 = 0,475 моль

Масса полученного диоксида фосфора
m(P2O5) = n(P2O5) M(P2O5) = 0,475 141,94 ≈ 67,42 г

Это масса твердого вещества, которое мы растворили в растворе гидроксида калия.

Далее найдем массу раствора гидроксида калия, в котором мы растворили диоксид фосфора
m(KOH_solution) = 656 мл * 1,138 г/мл = 746,208 г

Молярная масса гидроксида калия (KOH) = 56,11 г/моль

Массовая доля гидроксида калия в растворе
X(KOH) = m(KOH_solution) / (m(KOH_solution) + m(P2O5)) = 746,208 / (746,208 + 67,42) ≈ 0,917

Массовая доля диоксида фосфора в растворе
X(P2O5) = 1 - X(KOH) ≈ 0,083

Итак, массовая доля гидроксида калия в конечном растворе составляет около 91,7 %, а массовая доля диоксида фосфора - около 8,3 %.