Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между фосфатом калия и хлоридом меди(II). В результате реакции обмена образуется нерастворимый фосфат меди(II), который выпадает в осадок, и хлорид калия:
$2K_{3}PO_{4} + 3CuCl_{2} \rightarrow Cu_{3}(PO_{4})_{2}\downarrow + 6KCl$

2. Вычислим массу чистого фосфата калия в исходном растворе. Для этого массу раствора умножим на его массовую долю (в долях единицы):
$m(K_{3}PO_{4}) = m(р-ра) \cdot \omega = 106\text{ г} \cdot 0,04 = 4,24\text{ г}$

3. Найдем количество вещества фосфата калия. Сначала определим его молярную массу:
$M(K_{3}PO_{4}) = 3 \cdot 39 + 31 + 4 \cdot 16 = 117 + 31 + 64 = 212\text{ г/моль}$
Теперь вычислим количество вещества (n):
$n(K_{3}PO_{4}) = \frac{m(K_{3}PO_{4})}{M(K_{3}PO_{4})} = \frac{4,24\text{ г}}{212\text{ г/моль}} = 0,02\text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества выпавшего осадка — фосфата меди(II).
Согласно коэффициентам в уравнении, из $2\text{ моль}$ $K_{3}PO_{4}$ образуется $1\text{ моль}$ $Cu_{3}(PO_{4})_{2}$. Следовательно, количество вещества осадка в 2 раза меньше количества вещества фосфата калия:
$n(Cu_{3}(PO_{4})_{2}) = \frac{1}{2} n(K_{3}PO_{4}) = \frac{0,02\text{ моль}}{2} = 0,01\text{ моль}$

5. Вычислим массу выпавшего осадка. Для этого найдем молярную массу фосфата меди(II):
$M(Cu_{3}(PO_{4})_{2}) = 3 \cdot 64 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 192 + 2 \cdot 95 = 192 + 190 = 382\text{ г/моль}$
Находим массу:
$m(Cu_{3}(PO_{4})_{2}) = n \cdot M = 0,01\text{ моль} \cdot 382\text{ г/моль} = 3,82\text{ г}$

Ответ: 3,82 г

Источник: ФИПИ