ГДЗ / ОТВЕТЫ Химия 9 класc Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г., 2019, §30 Оксид фосфора (V). Фосфорная кислота и её соли.
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
Упражнение 1 Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций фосфорной кислоты:
а) с кальцием;
Под формулами запишите названия соответствующих веществ.
3Ca + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 +3H2
Кальций + фосфорная кислота = фосфат кальция + водород

б) с оксидом кальция;
Под формулами запишите названия соответствующих веществ.
3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3H2O
Oоксид кальция + фосфорная кислота = фосфат кальция + вода


в) с гидроксидом кальция, взятым в избытке; в недостатке.
Под формулами запишите названия соответствующих веществ.
3Ca(OH)(изб.) + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6H2O
гидроксид кальция + фосфорная кислота = фосфат кальция + вода

3Ca2+ + 6OH− + 6H+ 2PO43- = Ca3(PO4)2↓ + 6H2O

Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca(H2PO4)2 + 2H2O
гидроксид кальция + фосфорная кислота = дигидрофосфат кальция + вода

Ca2+ + 2OH− + 6H+ 2PO43- Ca2+ + 2H2PO4− + 2H2O
6H+ + 2OH− + 2PO43- ⟶ 2H2PO4− + 2H2O

Упражнение 2 Составьте уравнения реакций согласно схеме 8. Обсудите выполнение задания с соседом по парте.
2P (фосфор)3H2 = PH3(фосфин)
4P (фосфор) + 5O2 = 2P2O5(оксид фосфора (V))
2P (фосфор) + 3Ca = Ca3P2(фосфид кальция)
P (фосфор)  + 5HNO3(конц.) = 5NO2↑ + H2O + H3PO(фосфорная кислота)
Ca3P2(фосфид кальция)6HCl = 3CaCl2 + 2PH3(фосфин)
P2O5 (оксид фосфора (V)) + 3H2O = 2H3PO4(фосфорная кислота)
P2O5 (оксид фосфора (V))6NaOH = 3H2O + 2Na3PO4  (фосфат натрия)

H3PO4 (фосфорная кислота) + 3NaOH = 3H2O + Na3PO(фосфат натрия)
2Na3PO4 
(фосфат натрия) + 3H2SO4 = 3Na2SO4+2H3PO4 (фосфорная кислота)
2Na3PO4 (фосфат натрия) + 3H2SO4 = 3Na2SO4+2H3PO4 (фосфорная кислота)
3SiO2+5C+Ca3(PO4)2 (фосфат кальция) = 3CaSiO+ 5CO↑ + 2P (фосфор)

Упражнение 3 Раствор фосфорной кислоты массой 49 кг с массовой долей H3PO4 50% нейтрализовали гидроксидом кальция. Определите массу образовавшегося фосфата кальция.
Дано: m(раствора)=49 кг, ω(H3PO4)=50%
Найти: m(Ca3(PO4)2)—?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массу фосфорной кислоты в растворе:
m(H3PO4)=ω(H3PO4)•m(раствора):100%=50%•49 кг:100%=24,5 кг

3. Количество вещества фосфорной кислоты массой 24,5 кг вычисляем по формуле: n=m/M, где M=Mr кг/кмоль.
M(H3PO4)=98 кг/кмоль
n(H3PO4)=m(H3PO4)/M(H3PO4)=24,5 кг : 98 кг/кмоль=0,25 кмоль
4. Составим химическое уравнение:
2H3PO4 + 3Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 6H2O

По уравнению реакции n(H3PO4):n(Ca3(PO4)2)=2:1, то есть с 2 кмоль фосфорной кислоты образуется 1 кмоль фосфата кальция, следовательно, количество вещества фосфата кальция в 2 раза меньше количества вещества фосфорной кислоты, поэтому:
n(Ca3(PO4)2)=n(H3PO4):2=0,25 кмоль:2=0,125 кмоль

5. Рассчытываем массу фосфата кальция в количестве вещества 0,125 кмоль по формуле: m=n•M, где M=Mr кг/кмоль.
Mr(Ca3(PO4)2)=310, поэтому  M(Ca3(PO4)2)=310 кг/кмоль
m(Ca3(PO4)2)=n(Ca3(PO4)2)•M(Ca3(PO4)2)=0,125 кмоль • 310 кг/кмоль=38,75 кг

2-й способ
1. Рассчитываем массу фосфорной кислоты в растворе:
m(H3PO4)=ω(H3PO4)•m(раствора):100%=50%•49 кг:100%=24,5 кг

2. Составим химическое уравнение:
24,5 кг                            х кг 
2H3PO4 + 3Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 6H2O
196 кг                             310 кг

Над формулами соединений H3PO4 и Ca3(PO4)2 записываем вычисленную массу фосфорной кислоты (24,5 кг) и неизвестную массу фосфата кальция (х кг), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr кг/кмоль) веществ и, соответственно, массы 2 кмоль фософорной кислоты и 1 кмоль фосфата кальция, так как с 2 кмоль фосфорной кислоты H3PO4 образовалось 1 кмоль фосфата кальция Ca3(PO4)2.
M(H3PO4)=98 кг/кмоль, м
асса 1 кмоль=98 кг, а масса 2 кмоль=196 кг
M(Ca3(PO4)2)=310 кг/кмоль, масса 1 кмоль=310 кг
3. Массу фосфата кальция рассчитываем с помощью пропорции:
24,5 кг / 196 кг = х кг / 310 кг, отсюда по свойству пропорции имеем: х кг • 196 кг=310 кг • 24,5 кг
х=m(Ca3(PO4)2)=310 кг • 24,5 кг : 196 кг=38,75 кг

Ответ: образовалося 38,75 кг фосфата кальция.

Упражнение 4 Сколько фосфорной кислоты можно получить из 31 т фосфата кальция, содержащего 20% примесей?
Дано: m(Ca3(PO4)2 с прим.)=31 т=31000 кг, ω(примесей)=20%
Найти: m(H3PO4)-?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массовую долю чистого фосфата кальция:
ω(Ca3(PO4)2)=100%-ω(примесей)=100%-20%=80%
2. Рассчитываем массу чистого фосфата кальция:
m(Ca3(PO4)2)=ω(Ca3(PO4)2)•m(Ca3(PO4)2 с прим.):100%=80%•31000 кг:100%=24800 кг

3. Количество вещества фосфата кальция массой 24800 кг вычисляем по формуле: n=m/M, где M=Mr кг/кмоль.
Mr(Ca3(PO4)2)=3Ar(Сa)+2Ar(P)+8•Ar(O)=340+2•31+8•16=310, поэтому M(Ca3(PO4)2)=310 кг/кмоль
n(Ca3(PO4)2)=m(Ca3(PO4)2)/M(Ca3(PO4)2)=24800 кг : 310 кг/кмоль=80 кмоль
4. Составим химическое уравнение:
Ca3(PO4)+ 6HCl = 3CaCl2 + 2H3PO4

По уравнению реакции n(Ca3(PO4)2):n(H3PO4)=1:2, то есть с 1 кмоль фосфата кальция образуется 2 кмоль фосфорной кислоты, следовательно, количество вещества фосфорной кислоты в 2 раза больше количества вещества фосфата кальция, поэтому:
n(H3PO4)=2n(Ca3(PO4)2)=2•80 кмоль=160 кмоль

5. Рассчытываем массу фосфорной кислоты в количестве вещества 160 кмоль по формуле: m=n•M, где M=Mr кг/кмоль.
Mr(H3PO4)=3Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98, поэтому M(H3PO4)=98 кг/кмоль
m(H3PO4)=n(H3PO4)•M(H3PO4)=160 кмоль • 98 кг/кмоль=15688 кг=15,68 т

2-й способ
1. Рассчитываем массу примесей в фосфате кальция:
m(примесей)=ω(примесей)•m(Ca3(PO4)2 с прим.):100%=20% •31000 кг : 100%=6200 кг
2. Рассчитываем массу чистого фосфата кальция:
m(Ca3(PO4)2)=m(Ca3(PO4)2 с прим.)-m(примесей)=31000 кг – 6200 кг=24800 кг

3. Составим химическое уравнение:
24800 кг                             х кг
Ca3(PO4)+ 6HCl = 3CaCl2 + 2H3PO4
310 кг                                196 кг

Над формулами соединений Ca3(PO4)2 и H3PO4 записываем вычисленную массу фосфата кальция (24800 кг) и неизвестную массу фосфорной кислоты (х кг), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr кг/кмоль) веществ и, соответственно, массу 1 кмоль фосфата кальция и 2 кмоль фосфорной кислоты, так как с 1 кмоль фосфата кальция Ca3(PO4) образовалося 2 кмоль фосфорной кислоты H3PO4.
M(Ca3(PO4)2)=310 кг/кмоль, м
асса 1 кмоль=310 кг
M(H3PO4)=98 кг/кмоль, масса 1 кмоль=98 кг, а масса 2 кмоль=196 кг
3. Массу фосфорной кислоты рассчитываем с помощью пропорции:
24800 кг / 310 кг = х кг / 196 кг, отсюда по свойству пропорции имеем: х кг • 310 кг=24800 кг • 196 кг
х=m(H3PO4)=24800 кг • 196 кг : 310 кг=15680 кг=15,68 т

Ответ: можно получить 15,68 т фосфорной кислоты.
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?