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:

 

	P2O5	+	4KOH	→	2K2HPO4	+	H2O
Было:	0.04 моль		0.18 моль		-		-
Стало:	-		0.02 моль		0.08 моль		0.04 моль

 

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

	K2HPO4	+	KOH	→	K3PO4	+	H2O
Было:	0.08 моль		0.02 моль		-		-
Стало:	0.06 моль		-		0.02 моль		0.02 моль

 

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.