Подробный разбор задач (задание 34 экзамена)

Задача 5. При гидролизе 7.28 г фосфида кальция образовался газ, который сожгли в избытке кислорода. Полученный оксид растворили в 41.65 мл 20% гидроксида калия (плотность 1,21 г/мл). Определите массы веществ (за исключением воды) в образующемся растворе.
Источник: В.Н. Доронькин, «Неорганическая химия», Тренировочная тетрадь, стр. 48.

Решение:

1) Запишем реакцию гидролиза фосфида кальция и вычислим количества веществ:

Ca3P2 + 6H2O → 2Ca(OH)2 + 2PH3

n(Ca3P2) = 7.28/182 = 0.04 моль
По коэффициентам видим, что n(PH3) = 2×n(Ca3P2) = 0.08 моль.

2) Запишем реакцию горения фосфида в избытке кислорода:

2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

По коэффициентам видим, что n(P2O5) = n(PH3)/2 = 0.04 моль.

3) Запишем реакцию взаимодействия оксида фосфора (V) с гидроксидом калия с образованием средней соли и вычислим количество щелочи, чтобы понять, что в избытке, а что в недостатке:

P2O5 + 6KOH → 2K3PO4 + 3H2O

m(KOH) = 41.65×1.21×0.2 = 10.08 г.
n(KOH) = 10.08/56 = 0.18 моль.

Сравниваем количества веществ реагентов:
n(KOH) = 0.18 моль
n(P2O5) = 0.04 моль
 

Проверяем что в избытке, а что в недостатке:
Чтобы P2O5 прореагировал полностью, необходимо 0.04×6 = 0.24 моль щелочи, а по условию задачи есть только 0.18 моль. Следовательно, щелочь в недостатке, а оксид в избытке.
В случае избытка кислотного оксида пишем реакцию с образованием кислой соли:

Так как в растворе остался избыток щелочи, кислая соль будет с ней реагировать:

В конце реакции в растворе останутся: 

K2HPO4 в количестве 0.06 моль
K3PO4 в количестве 0.02 моль

Вычислим массы этих солей:

m(K2HPO4) = 0.06×174 = 10.44 г.
m(K3PO4) = 0.02×212 = 4.24 г.