К 848 г раствора с массовой долей фосфата калия 5% добавили избыток раствора хлорида кальция.Определите...

Давайте разберем задачу пошагово.

Условие:

• У нас есть 848 г раствора с массовой долей фосфата калия ((\mathrm{K_3PO_4})) 5%.
• В этот раствор добавляют избыток раствора хлорида кальция ((\mathrm{CaCl_2})).
• Нужно определить массу выпавшего осадка.

Решение:

1. Определим массу фосфата калия ((\mathrm{K_3PO_4})) в растворе:

Массовая доля вещества ((w)) связана с его массой ((m)) и массой раствора ((m{\text{раствора}})) следующим образом: [ w = \frac{m}{m{\text{раствора}}}. ]

Подставим известные данные: [ w = 5\% = 0{,}05, \quad m_{\text{раствора}} = 848 \, \text{г}. ]

Тогда масса фосфата калия: [ m_{\mathrm{K_3PO4}} = w \cdot m{\text{раствора}} = 0{,}05 \cdot 848 = 42{,}4 \, \text{г}. ]

1. Запишем уравнение реакции:

Фосфат калия реагирует с хлоридом кальция с образованием осадка фосфата кальция ((\mathrm{Ca_3(PO_4)_2})) и хлорида калия: [ 2\mathrm{K_3PO_4} + 3\mathrm{CaCl_2} \rightarrow \mathrm{Ca_3(PO_4)_2} \downarrow + 6\mathrm{KCl}. ]

Из уравнения видно, что 2 моль (\mathrm{K_3PO_4}) взаимодействуют с 3 моль (\mathrm{CaCl_2}), образуя 1 моль (\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}). Осадок — это (\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}).

1. Найдём количество вещества ((n)) (\mathrm{K_3PO_4}):

Молярная масса (\mathrm{K_3PO4}) вычисляется как: [ M{\mathrm{K_3PO4}} = 3 \cdot M{\mathrm{K}} + M{\mathrm{P}} + 4 \cdot M{\mathrm{O}} = 3 \cdot 39{,}1 + 30{,}974 + 4 \cdot 16 = 212{,}1 \, \text{г/моль}. ]

Количество вещества: [ n_{\mathrm{K_3PO4}} = \frac{m{\mathrm{K_3PO4}}}{M{\mathrm{K_3PO_4}}} = \frac{42{,}4}{212{,}1} \approx 0{,}2 \, \text{моль}. ]

1. Определим количество вещества (\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}):

Согласно уравнению реакции, из 2 моль (\mathrm{K_3PO_4}) образуется 1 моль (\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}). То есть количество вещества (\mathrm{Ca_3(PO_4)2}) будет: [ n{\mathrm{Ca_3(PO_4)2}} = \frac{n{\mathrm{K_3PO_4}}}{2} = \frac{0{,}2}{2} = 0{,}1 \, \text{моль}. ]

1. Найдём массу осадка (\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}):

Молярная масса (\mathrm{Ca_3(PO_4)2}) вычисляется так: [ M{\mathrm{Ca_3(PO_4)2}} = 3 \cdot M{\mathrm{Ca}} + 2 \cdot M{\mathrm{P}} + 8 \cdot M{\mathrm{O}} = 3 \cdot 40{,}08 + 2 \cdot 30{,}974 + 8 \cdot 16 = 310{,}18 \, \text{г/моль}. ]

Масса осадка: [ m_{\mathrm{Ca_3(PO_4)2}} = n{\mathrm{Ca_3(PO_4)2}} \cdot M{\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}} = 0{,}1 \cdot 310{,}18 = 31{,}02 \, \text{г}. ]

Ответ:

Масса выпавшего осадка (\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}) равна 31,02 г.

Для решения задачи сначала определим, сколько фосфата калия содержится в растворе, а затем используем реакцию между фосфатом калия и хлоридом кальция, чтобы найти массу выпавшего осадка.

1. Определение массы фосфата калия в растворе: Массовая доля фосфата калия (K₃PO₄) в растворе составляет 5%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 5 г K₃PO₄.

   Для 848 г раствора: [ \text{Масса K}_3\text{PO}_4 = \frac{5}{100} \times 848 = 42.4 \text{ г} ]

2. Запись реакции осаждения: При добавлении раствора хлорида кальция (CaCl₂) к раствору фосфата калия происходит реакция, в результате которой образуется осадок фосфата кальция (Ca₃(PO₄)₂): [ 2K_3PO_4 + 3CaCl_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6KCl ]

3. Определение количества фосфата калия: Для того чтобы определить массу выпавшего осадка, нужно сначала найти количество молей K₃PO₄: [ \text{Молярная масса K}_3\text{PO}_4 \approx 39.1 \times 3 + 30.97 + 16 \times 4 \approx 212.3 \text{ г/моль} ] [ n(K_3PO_4) = \frac{42.4 \text{ г}}{212.3 \text{ г/моль}} \approx 0.199 \text{ моль} ]

4. Определение количества молей фосфата кальция: По уравнению реакции видно, что 2 моль K₃PO₄ дают 1 моль Ca₃(PO₄)₂. Следовательно, количество молей Ca₃(PO₄)₂ будет в два раза меньше: [ n(Ca_3(PO_4)_2) = \frac{0.199}{2} \approx 0.0995 \text{ моль} ]

5. Расчет массы осадка: Молярная масса фосфата кальция (Ca₃(PO₄)₂): [ \text{Молярная масса Ca}_3\text{(PO}_4\text{)}_2 \approx 40.08 \times 3 + 30.97 \times 2 + 16 \times 8 \approx 310.18 \text{ г/моль} ] Теперь вычислим массу осадка: [ m(Ca_3(PO_4)_2) = n(Ca_3(PO_4)_2) \times \text{Молярная масса Ca}_3\text{(PO}_4\text{)}_2 ] [ m(Ca_3(PO_4)_2) \approx 0.0995 \text{ моль} \times 310.18 \text{ г/моль} \approx 30.85 \text{ г} ]

Таким образом, масса выпавшего осадка фосфата кальция составляет приблизительно 30.85 г.