Подробный разбор задач (задание 33 экзамена)

Задача 4. В 250 мл воды растворили 13.8 г натрия, затем добавили 50 г 59%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

Источник: Я сдам ЕГЭ. Типовые задания. А.А. Каверина, стр. 207.

 

Решение:

1) Запишем уравнение реакции натрия с водой и рассчитаем количества веществ:

n(Na) = 13.8/23 = 0.6 моль
n(NaOH) = n(Na) = 0.6 моль

2Na	+	2H2O	→	2NaOH	+	H2
0.6 моль				0.6 моль		0.3 моль

 

2) Добавляем в раствор ортофосфорную кислоту:

m(H3PO4) = 50×0.59 = 29.5 г
n(H3PO4) = 0.3 моль

3NaOH	+	H3PO4	→	Na3PO4	+	3H2O
0.6 моль		0.3 моль

 

Чтобы вся щелочь была израсходована в данной реакции необходимо иметь 0.6/3 = 0.2 моль кислоты, а мы имеем 0.3 моль. Следовательно, кислота взята в избытке и будет образовываться кислая соль. Замечаем, что n(NaOH):n(H3PO4) = 2:1. Следовательно протекает реакция с аналогичными коэффициентами, т.е. щелочи должно расходоваться в 2 раза больше:

 

	2NaOH	+	H3PO4	→	Na2HPO4	+	2H2O
Было:	0.6 моль		0.3 моль		-		-
Стало:	-		-		0.3 моль		0.6 моль

 

В результате реакции образовался гидрофосфат натрия в количестве 0.3 моль.
m(Na2HPO4) = 0.3×142 = 42.6 г.

 

3) Находим массу раствора:
m(р-ра) = m(H2O) + m(Na) + m(р-ра H3PO4) - m(H2)
m(H2) = 0.3×2 = 0.6 г.
m(р-ра) = 250 + 13.8 + 50 - 0.6 = 313.2 г.

w(Na2HPO4) = 42.6/313.2 = 0.136 или 13.6%