Номер 1130, страница 178 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1130. Какое химическое количество гидроксида калия и фосфорной кислоты нужно взять для получения дигидрофосфата калия массой 62,4 кг?

Дано:

$m(KH_2PO_4) = 62,4 \text{ кг}$

Найти:

$n(KOH)$ - ?

$n(H_3PO_4)$ - ?

Решение:

Для получения дигидрофосфата калия ($KH_2PO_4$) необходимо провести реакцию нейтрализации между гидроксидом калия ($KOH$) и фосфорной кислотой ($H_3PO_4$). Запишем уравнение реакции:

$KOH + H_3PO_4 \rightarrow KH_2PO_4 + H_2O$

Из уравнения видно, что реагенты вступают в реакцию в мольном соотношении 1:1, и в результате образуется 1 моль соли.

1. Найдем молярную массу дигидрофосфата калия ($KH_2PO_4$). Для этого используем относительные атомные массы элементов, округленные до целых чисел: $A_r(K) = 39$, $A_r(H) = 1$, $A_r(P) = 31$, $A_r(O) = 16$.

$M(KH_2PO_4) = A_r(K) + 2 \cdot A_r(H) + A_r(P) + 4 \cdot A_r(O) = 39 + 2 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 136 \text{ г/моль}$

2. Так как масса продукта дана в килограммах (единица СИ), для удобства расчетов переведем молярную массу в кг/моль:

$M(KH_2PO_4) = 136 \text{ г/моль} = 0,136 \text{ кг/моль}$

3. Рассчитаем химическое количество (в молях) полученного дигидрофосфата калия по формуле $n = m/M$:

$n(KH_2PO_4) = \frac{m(KH_2PO_4)}{M(KH_2PO_4)} = \frac{62,4 \text{ кг}}{0,136 \text{ кг/моль}} \approx 458,82 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрии реакции (коэффициенты перед веществами), химические количества исходных веществ равны химическому количеству полученной соли:

$n(KOH) = n(H_3PO_4) = n(KH_2PO_4)$

Следовательно, требуемые химические количества гидроксида калия и фосфорной кислоты равны:

$n(KOH) \approx 458,82 \text{ моль}$

$n(H_3PO_4) \approx 458,82 \text{ моль}$

Округлим полученные значения до трех значащих цифр, так как масса в условии задачи дана с тремя значащими цифрами (62,4).

$n(KOH) \approx 459 \text{ моль}$

$n(H_3PO_4) \approx 459 \text{ моль}$

Ответ: для получения 62,4 кг дигидрофосфата калия необходимо взять химическое количество гидроксида калия $n(KOH) \approx 459 \text{ моль}$ и химическое количество фосфорной кислоты $n(H_3PO_4) \approx 459 \text{ моль}$.