Номер 6, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

6. Рассчитайте химическое количество гидроксида натрия, необходимое для полной нейтрализации фосфорной кислоты, содержащейся в ее растворе объемом 500 $см^3$ с массовой долей кислоты, равной 60 % ($\rho = 1,416 \ г/см^3$).

Дано:

$V_{р-ра(H_3PO_4)} = 500 \, см^3$

$\omega(H_3PO_4) = 60 \, \%$

$\rho_{р-ра} = 1,416 \, г/см^3$

Перевод в систему СИ:

$V_{р-ра(H_3PO_4)} = 500 \, см^3 = 500 \cdot 10^{-6} \, м^3 = 5 \cdot 10^{-4} \, м^3$

$\omega(H_3PO_4) = 0,60$

$\rho_{р-ра} = 1,416 \, г/см^3 = 1,416 \frac{10^{-3} \, кг}{10^{-6} \, м^3} = 1416 \, кг/м^3$

Найти:

$n(NaOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полной нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом натрия. Полная нейтрализация означает, что все три протона кислоты вступают в реакцию с образованием средней соли (фосфата натрия):

$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

Из уравнения реакции видно, что для нейтрализации 1 моль фосфорной кислоты требуется 3 моль гидроксида натрия. Следовательно, их химические количества соотносятся как:

$n(NaOH) = 3 \cdot n(H_3PO_4)$

2. Найдем массу раствора фосфорной кислоты по известной формуле $m = \rho \cdot V$:

$m_{р-ра} = \rho_{р-ра} \cdot V_{р-ра}$

$m_{р-ра} = 1,416 \, г/см^3 \cdot 500 \, см^3 = 708 \, г$

3. Рассчитаем массу чистой фосфорной кислоты ($H_3PO_4$), содержащейся в растворе, используя ее массовую долю (60% или 0,60):

$m(H_3PO_4) = m_{р-ра} \cdot \omega(H_3PO_4)$

$m(H_3PO_4) = 708 \, г \cdot 0,60 = 424,8 \, г$

4. Вычислим химическое количество фосфорной кислоты по формуле $n = \frac{m}{M}$. Молярная масса фосфорной кислоты $M(H_3PO_4) = 98 \, г/моль$.

$n(H_3PO_4) = \frac{m(H_3PO_4)}{M(H_3PO_4)}$

$n(H_3PO_4) = \frac{424,8 \, г}{98 \, г/моль} \approx 4,335 \, моль$

5. На основе стехиометрического соотношения из уравнения реакции найдем искомое химическое количество гидроксида натрия:

$n(NaOH) = 3 \cdot n(H_3PO_4)$

$n(NaOH) = 3 \cdot 4,335 \, моль \approx 13,005 \, моль$

Округлим полученный результат до трех значащих цифр.

Ответ: $13,0$ моль.