Задание №34 — Типы расчётных задач

Задание №34

Бромид фосфора(V) смешали в раствором гидроксида натрия в массовом соотношении 1 : 10. При этом оба вещества прореагировали полностью. К полученному раствору добавили раствор нитрата серебра. В результате образовалось 680 г раствора с массовой долей единственного растворённого вещества 10%. Вычислите массовую долю нитрата серебра в добавленном растворе.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения
и обозначения искомых физических величин).

Ваше решениедо 4 баллов

Запишите решение задачи...

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение. Бромид фосфора(V) в избытке щёлочи полностью гидролизуется: фосфор переходит в фосфат-ион, бром — в бромид-ион. Сказано, что оба вещества прореагировали полностью, значит щёлочь взята строго по уравнению.

Уравнения реакций:
PBr₅ + 8NaOH → Na₃PO₄ + 5NaBr + 4H₂O
Na₃PO₄ + 3AgNO₃ → Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃
NaBr + AgNO₃ → AgBr↓ + NaNO₃

Проверка первого уравнения: Na 8 = 3 + 5; Br 5 = 5; O 8 = 4 + 4; H 8 = 8 — уравнено.

1. Логика расчёта. После осаждения в растворе может остаться только нитрат натрия (по условию растворённое вещество единственное), значит нитрат серебра израсходован полностью, а весь натрий из щёлочи перешёл в NaNO₃. Отсюда находим количества всех веществ.
m(NaNO₃) = 680 г · 0,10 = 68 г; n(NaNO₃) = 68 г / 85 г/моль = 0,8 моль.

2. Количество PBr₅. Пусть n(PBr₅) = x моль. Тогда образуется x моль Na₃PO₄ и 5x моль NaBr, а нитрата натрия получается 3x + 5x = 8x моль:
8x = 0,8 моль → x = 0,1 моль.
m(PBr₅) = 0,1 моль · 431 г/моль = 43,1 г;
по массовому соотношению 1 : 10 масса раствора щёлочи m = 10 · 43,1 г = 431 г.
Проверка: n(NaOH) = 8 · 0,1 = 0,8 моль, m(NaOH) = 32 г, то есть w(NaOH) = 32/431 = 7,42 % — вполне реальный раствор.

3. Осадки.
n(Ag₃PO₄) = 0,1 моль, m = 0,1 моль · 419 г/моль = 41,9 г;
n(AgBr) = 5 · 0,1 = 0,5 моль, m = 0,5 моль · 188 г/моль = 94 г;
m(осадков) = 41,9 г + 94 г = 135,9 г.

4. Масса добавленного раствора. До добавления AgNO₃ масса раствора равна сумме масс смешанных веществ (газ не выделялся):
m₁ = 43,1 г + 431 г = 474,1 г.
Из закона сохранения массы: 680 г = 474,1 г + m(р-ра AgNO₃) − 135,9 г, откуда
m(р-ра AgNO₃) = 680 + 135,9 − 474,1 = 341,8 г.

5. Искомая величина.
n(AgNO₃) = 3 · 0,1 + 5 · 0,1 = 0,8 моль; m(AgNO₃) = 0,8 моль · 170 г/моль = 136 г;
w(AgNO₃) = 136 г / 341,8 г = 0,3979, то есть 39,79 %.

Ответ: w(AgNO₃) ≈ 39,8 %.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №34Далее