Придумайте условие задачи, в которой необходимо использовать приведённое ниже уравнение, и решите её:...

Условие задачи:

В лаборатории химического анализа исследуют реакцию нейтрализации фосфорной кислоты (H₃PO₄) с гидроксидом натрия (NaOH). Для этого было приготовлено 0.5 моль раствора фосфорной кислоты. Чтобы полностью нейтрализовать кислоту, исследователи решили добавить определённое количество раствора гидроксида натрия. Определите, сколько моль натрия гидроксида необходимо для полной нейтрализации 0.5 моль фосфорной кислоты. Также вычислите массу гидроксида натрия, которую необходимо использовать, если его молярная масса равна 40 г/моль.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции:

   [ H₃PO₄ + 3NaOH \rightarrow Na₃PO₄ + 3H₂O ]

2. Определим, сколько моль NaOH необходимо для нейтрализации 0.5 моль H₃PO₄:

   Согласно уравнению реакции, на 1 моль фосфорной кислоты необходимо 3 моль гидроксида натрия. Таким образом, для 0.5 моль H₃PO₄ потребуется:

   [ 0.5 \, \text{моль} \, H₃PO₄ \times 3 \, \frac{\text{моль} \, NaOH}{\text{моль} \, H₃PO₄} = 1.5 \, \text{моль} \, NaOH ]

3. Теперь вычислим массу NaOH, необходимую для нейтрализации:

   Используем формулу:

   [ \text{масса (г)} = \text{количество (моль)} \times \text{молярная масса (г/моль)} ]

   Подставляем значения:

   [ \text{масса} \, NaOH = 1.5 \, \text{моль} \times 40 \, \frac{\text{г}}{\text{моль}} = 60 \, \text{г} ]

Таким образом, для полной нейтрализации 0.5 моль фосфорной кислоты потребуется 1.5 моль гидроксида натрия, что соответствует массе 60 граммов NaOH.

Условие задачи:

На заводе по производству удобрений необходимо нейтрализовать фосфорную кислоту (H₃PO₄) с помощью гидроксида натрия (NaOH). Для этого в реактор добавляют 200 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей 49% и избыток гидроксида натрия. Рассчитайте, какое минимальное количество гидроксида натрия (в граммах) потребуется для полного протекания реакции.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции: [ H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O ] Из стехиометрии уравнения видно, что 1 моль H₃PO₄ реагирует с 3 молями NaOH.

2. Найдем массу чистой фосфорной кислоты в растворе: В задаче дано:

   • Масса раствора H₃PO₄ = 200 г,
   • Массовая доля H₃PO₄ = 49% = 0,49.

   Масса чистой H₃PO₄ в растворе: [ m_{\text{H₃PO₄}} = 200 \times 0,49 = 98 \, \text{г}. ]

3. Найдем количество вещества H₃PO₄: Молярная масса H₃PO₄: [ M_{\text{H₃PO₄}} = 3 \times 1 + 31 + 4 \times 16 = 98 \, \text{г/моль}. ]

   Количество вещества H₃PO₄ (n): [ n{\text{H₃PO₄}} = \frac{m{\text{H₃PO₄}}}{M_{\text{H₃PO₄}}} = \frac{98}{98} = 1 \, \text{моль}. ]

4. Найдем, сколько вещества NaOH потребуется: Согласно уравнению реакции, 1 моль H₃PO₄ реагирует с 3 молями NaOH. Следовательно, для нейтрализации 1 моль H₃PO₄ потребуется: [ n_{\text{NaOH}} = 1 \times 3 = 3 \, \text{моль}. ]

5. Найдем массу NaOH: Молярная масса NaOH: [ M_{\text{NaOH}} = 23 + 16 + 1 = 40 \, \text{г/моль}. ]

   Масса NaOH (m): [ m{\text{NaOH}} = n{\text{NaOH}} \times M_{\text{NaOH}} = 3 \times 40 = 120 \, \text{г}. ]

Ответ:

Для полной нейтрализации 200 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей 49% потребуется минимально 120 г гидроксида натрия.