Масса фосфата калия

[Kaisar]

Смесь, содержащую оксид фосфора(V) и оксид калия, в которой соотношение числа атомов кислорода к числу атомов фосфора равно 14,5 : 4, сплавили, затем растворили в горячей воде. В результате получили 447,4 г раствора, в котором массовая доля атомов водорода составляет 7,6%. Вычислите массу фосфата калия в полученном растворе.

3K2O+P2O5=2K3PO4

(y+5x)/2x=14.5/4

y=2.25x

Тогда 

3K2O+P2O5=2K3PO4

2.25x.     x

2.25x    0.75x

0.          0.25x.    1.5x

P2O5+3H2O=2H3PO4

.                          0.5х

           H3PO4+2K3PO4=3K2HPO4

было:   0.5х.       1.5х 

ост:        0            0.5х           1.5х

 

n(H)=0.076*447.4=34

K2HPO4=n(H)=1.5x

n(H2O)=n(H)/2=(34-1.5x)/2

m(р-р)=m(K3PO4)прореаг.+ m(P2O5)прореаг.+m(H2O)

447.4=212x+0.25x*142+9(34-1.5x)

x=0.6

m(K3PO4)=0.6*0.5*212=63.6г

В ответе вышло 42.4.Где я допустил ошибку?

Изменено 14 Августа, 2021 в 18:06 пользователем Kaisar

[avg]

Похоже ближе к концу. Я нашел массу воды, потом массу сухих солей 141,4г, потом мольное соотношение фосфатов К3РО4:К2РО3,5=0.25:0,75, потом массовое 0,2:0,8

Изменено 14 Августа, 2021 в 19:58 пользователем avg

[M_GM]

В этой задаче:

1) используя массовую долю водорода можно найти общую массу и количество добавленной воды (306 г),

а значит и массу сплавленных оксидов (141,4 г)

2) используя соотношение числа атомов и массу оксидов (два алгебраических уравнения) найти исходные массы и количества вещества оксидов (К2О:Р2О5 = 0,9:0,4)

3) вспомнить, что фосфор(+5) наряду с метафосфорной и ортофосфорной кислотой образует целый ряд полифосфорных кислот, общую формулу которых можно представить как H-(O-PO(OH)_n-OH, n>1,

что при n=2 даёт, например, дифосфорную кислоту H₄P₂O₇, которой будут соответствовать соли,
дифосфаты, например, K₄P₂O₇. (я бы считал это материалом скорее вузовской химии)

4) понять, что соотношение атомов К:P в данной смеси (К2О:Р2О5 = 0,9:0,4) как раз достаточно для образования дифосфата, с некоторым избытком по К2О, и представить химизм этой задачи в виде двух уравнений реакций:

P2O5 + 2K2O = K4P2O7  (1) образуется 0,4 моль K4P2O7, в избытке 0,1 моль K2O;

K4P2O7 + K2O = 2K3PO4 (2) образуется 0,2 моль K3PO4, остаётся 0,3 моль K4P2O7; - состав смеси после сплавления

5) найти массу и массовую долю ортофосфата калия в растворе (42,4 г, 9,48%)

[M_GM]

Допускаю, что задачу можно было решать и по предложенному вами химизму

(ближе к школьному курсу химии)

Но сомнение вызывает  эта строчка:

"m(р-р)=m(K3PO4)прореаг.+ m(P2O5)прореаг.+m(H2O)" 

Как это? как это? масса раствора складывается из того, что прореагировало?

Из того, чего в растворе нет? 

Согласно вашим расчетам

в растворе должно остаться 0,5х моль K3PO4 и образоваться 1,5х K2HPO4

m(р-р)=m(K3PO4) + m(K2HPO4) +m(H2O)

447.4=106x+261х+9(34-1.5x)

х=0,4

m(K3PO4)=0.4*0.5*212=42,4г  

 

 

Изменено 15 Августа, 2021 в 03:31 пользователем M_GM

[Paul_S]

Так, чего там у нас. Соотношение числа атомов кислорода к числу атомов фосфора в смеси К2О + Р2О5 равно 14,5 : 4. Для чистого Р2О5 это соотношение было бы 5:2 или 10:4, значит, имеем смесь двух молей Р2О5 и 4,5 молей К2О. 2Р2О5 + 4,5K2O это 4Р2О5 + 9К2О = 6К3РО4 + Р2О5 при сплавлении. Что будет с этой смесью при растворении в воде? 
6К3РО4 + Р2О5 + 3Н2О = 6К3РО4 + 2Н3РО4 = К3РО4 + 3К2НРО4

 

Теперь, найдем массу смеси. Масса водорода 447,4*0,076 = 34 г. Водород берется из воды Н2О, масса кислорода в ней 34*8= 272, масса самой воды 34+272=306, масса сухого вещества перед растворением в воде 447,4 - 306 = 141,4 г.
Это масса смеси 6К3РО4 + Р2О5, в которой содержится 141,4/(142+212,27*6)= 141,4/1416=0.1 моль Р2О5. Он прореагирует с 0,3 молями воды (5,4 г), в результате в растворе образуется 146,8 г смеси К3РО4 + 3К2НРО4.

 

Находим содержание К3РО4. Массовая доля К3РО4 в смеси К3РО4 + 3К2НРО4 равна 212/(212+174,18*3)= 212/734,54 = 0,289%

Масса К3РО4 = 146,8*0,289 = 42,4 г.