Номер 6, страница 19 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

$m(H_2O) = 10,9 \text{ г}$

Найти:

$m(H_3PO_4) - ?$

Решение:

1. Для нахождения массы фосфорной кислоты ($H_3PO_4$), которую можно получить, необходимо составить уравнение химической реакции. Фосфорная кислота является кислородсодержащей кислотой, и её можно получить при взаимодействии соответствующего ей кислотного оксида с водой. "Соответствующий оксид" для фосфорной кислоты — это оксид фосфора(V) ($P_2O_5$), так как в нём, как и в кислоте, фосфор проявляет высшую степень окисления +5.

Составим и уравняем уравнение реакции:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

2. Рассчитаем молярные массы воды ($H_2O$) и фосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Для этого используем относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева, округленные до целых: $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$, $Ar(P) = 31$.

Молярная масса воды:

$M(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

Молярная масса фосфорной кислоты:

$M(H_3PO_4) = 3 \cdot Ar(H) + Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) воды массой 10,9 г по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{10,9 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} \approx 0,6056 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции видно, что из 3 моль воды образуется 2 моль фосфорной кислоты. Составим пропорцию для нахождения количества вещества фосфорной кислоты ($n(H_3PO_4)$):

$\frac{n(H_2O)}{3} = \frac{n(H_3PO_4)}{2}$

Выразим и рассчитаем количество вещества $H_3PO_4$:

$n(H_3PO_4) = \frac{2 \cdot n(H_2O)}{3} = \frac{2 \cdot 0,6056 \text{ моль}}{3} \approx 0,4037 \text{ моль}$

5. Теперь, зная количество вещества и молярную массу фосфорной кислоты, можем рассчитать её массу по формуле $m = n \cdot M$:

$m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4) \cdot M(H_3PO_4) \approx 0,4037 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} \approx 39,56 \text{ г}$

Округляя результат до трёх значащих цифр (в соответствии с точностью исходных данных), получаем 39,6 г.

Ответ: при взаимодействии 10,9 г воды с соответствующим оксидом можно получить 39,6 г фосфорной кислоты.