Условие задачи

Фосфорный ангидрид, полученный при сгорании 6,2 г фосфора, обработали избытком щелочи. Вычислите массу образовавшегося фосфата натрия.

Решение

Наша задача относится к области неорганической химии (химия неорганических соединений) с применением стехиометрического расчёта.

Дано: при сгорании 6,2 г фосфора получается фосфорный ангидрид, который при реакции с избытком щёлочи превращается в фосфат натрия. Фосфорный ангидрид, полученный при сгорании фосфора, – это обычно оксид P₄O₁₀ (содержащий 4 атома фосфора).

Шаг 1. Определим количество молей фосфора.

Атомная масса фосфора ≈ 31 г/моль.

Количество молей фосфора = 6,2 г ÷ 31 г/моль = 0,2 моль.

Шаг 2. Определим, сколько молей P₄O₁₀ образуется при сгорании фосфора. Так как в молекуле P₄O₁₀ содержится 4 атома фосфора, то число молей полученного оксида равно

(0,2 моль атомов P) ÷ 4 = 0,05 моль P₄O₁₀.

Шаг 3. Запишем уравнение реакции P₄O₁₀ с щёлочью. При избытке щёлочи (NaOH) оксид превращается в фосфат натрия. Одно из правильно сбалансированных уравнений выглядит так:

P₄O₁₀ + 12 NaOH → 4 Na₃PO₄ + 6 H₂O

Из уравнения видно, что 1 моль P₄O₁₀ даёт 4 моль фосфата натрия Na₃PO₄.

Шаг 4. Найдём число молей Na₃PO₄, которое образуется:

0,05 моль P₄O₁₀ × 4 = 0,2 моль Na₃PO₄.

Шаг 5. Найдём молярную массу Na₃PO₄.

Считаем:
Na: 23 г/моль, 3 атома → 3 × 23 = 69 г/моль;
P: 31 г/моль;
O: 16 г/моль, 4 атома → 4 × 16 = 64 г/моль.

Итого: 69 + 31 + 64 = 164 г/моль.

Шаг 6. Найдём массу Na₃PO₄:

Масса = число молей × молярная масса = 0,2 моль × 164 г/моль = 32,8 г.

Ответ: масса образовавшегося фосфата натрия составляет 32,8 г.