Дано:
Масса фосфора = 6,8 г
Объем раствора азотной кислоты = 32 мл
Концентрация раствора азотной кислоты = 4,8%
Найти:
Массу ортофосфорной кислоты, объем выделенного газа.
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества фосфора:
n(P) = m/M, где m - масса, M - молярная масса
Молярная масса фосфора (P) = 30,97 г/моль
n(P) = 6,8 г / 30,97 г/моль ≈ 0,219 моль
2. Определим количество вещества HNO3, содержащееся в растворе:
n(HNO3) = (V * c) / 100%, где V - объем раствора, c - концентрация
n(HNO3) = (32 мл * 4,8 г/100 мл) / 63 г/моль ≈ 0,025 моль
3. Уравнение химической реакции между фосфором и азотной кислотой:
P + 5HNO3 -> H3PO4 + 5NO2 + H2O
4. Рассчитаем количество образовавшейся ортофосфорной кислоты:
Так как соотношение между количеством молей фосфора и кислоты 1:1, то n(H3PO4) = n(P) ≈ 0,219 моль
5. Найдем массу ортофосфорной кислоты:
m(H3PO4) = n(H3PO4) * M(H3PO4) = 0,219 моль * 98 г/моль ≈ 21,46 г
6. Рассчитаем объем газа по уравнению реакции:
Из уравнения видно, что 1 моль фосфора образует 5 молей NO2.
Следовательно, при образовании 0,219 моль фосфора образуется 0,219 моль * 5 = 1,095 моль NO2.
Объем газа можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа: V = nRT/P, где n - количество вещества, R - газовая постоянная, T - температура, P - давление
При н.у., T = 273 К, P = 1 атм, R = 0,0821 л·атм/(моль·К)
V = 1,095 моль * 0,0821 л·атм/(моль·К) * 273 К / 1 атм ≈ 24 л
Ответ:
Масса ортофосфорной кислоты ≈ 21,46 г
Объем выделенного газа ≈ 24 л