Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между нитратом кальция и фосфатом калия. В результате реакции обмена образуется нерастворимый фосфат кальция, который выпадает в осадок, и нитрат калия:
$3Ca(NO_{3})_{2} + 2K_{3}PO_{4} \rightarrow Ca_{3}(PO_{4})_{2}\downarrow + 6KNO_{3}$

2. Вычислим массу чистого нитрата кальция $Ca(NO_{3})_{2}$, содержащегося в исходном растворе. Для этого массу раствора умножим на массовую долю соли (переведенную в доли единицы):
$m(Ca(NO_{3})_{2}) = m_{раствора} \cdot \omega = 32,8 \text{ г} \cdot 0,15 = 4,92 \text{ г}$

3. Рассчитаем количество вещества нитрата кальция. Сначала найдем его молярную массу:
$M(Ca(NO_{3})_{2}) = 40 + 2 \cdot (14 + 16 \cdot 3) = 40 + 2 \cdot 62 = 164 \text{ г/моль}$
Теперь найдем количество вещества (n):
$n(Ca(NO_{3})_{2}) = \frac{m}{M} = \frac{4,92 \text{ г}}{164 \text{ г/моль}} = 0,03 \text{ моль}$

4. Определим количество вещества образовавшегося осадка — фосфата кальция $Ca_{3}(PO_{4})_{2}$. Согласно уравнению реакции, из 3 моль нитрата кальция образуется 1 моль фосфата кальция (соотношение коэффициентов 3:1):
$n(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = \frac{1}{3} n(Ca(NO_{3})_{2}) = \frac{1}{3} \cdot 0,03 \text{ моль} = 0,01 \text{ моль}$

5. Вычислим массу осадка. Для этого найдем молярную массу фосфата кальция:
$M(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = 40 \cdot 3 + 2 \cdot (31 + 16 \cdot 4) = 120 + 2 \cdot 95 = 310 \text{ г/моль}$
Находим массу:
$m(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = n \cdot M = 0,01 \text{ моль} \cdot 310 \text{ г/моль} = 3,1 \text{ г}$

Ответ: 3,1 г

Источник: ФИПИ