В 980 г 5%-ного раствора фосфорной кислоты растворили 152 г оксида фосфора(V). Какой стала массовая доля фосфорной кислоты в полученном растворе?

Решение:

1. Сначала определим массу фосфорной кислоты в исходном 5%-ном растворе: \[m_1(H_3PO_4) = 0.05 \cdot 980 \text{ г} = 49 \text{ г}\]
2. Теперь рассмотрим процесс растворения оксида фосфора(V) в воде. Оксид фосфора(V) реагирует с водой, образуя фосфорную кислоту по следующей реакции: \[P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4\] Из уравнения реакции видно, что из 1 моля \(P_2O_5\) образуются 2 моля \(H_3PO_4\).
3. Определим количество вещества оксида фосфора(V): \[n(P_2O_5) = \frac{m(P_2O_5)}{M(P_2O_5)} = \frac{152 \text{ г}}{141.94 \text{ г/моль}} \approx 1.07 \text{ моль}\]
4. Так как из 1 моля оксида образуются 2 моля кислоты, определим количество вещества образовавшейся фосфорной кислоты: \[n_2(H_3PO_4) = 2 \cdot n(P_2O_5) = 2 \cdot 1.07 \text{ моль} = 2.14 \text{ моль}\]
5. Теперь найдём массу образовавшейся фосфорной кислоты: \[m_2(H_3PO_4) = n_2(H_3PO_4) \cdot M(H_3PO_4) = 2.14 \text{ моль} \cdot 97.99 \text{ г/моль} \approx 209.70 \text{ г}\]
6. Общая масса фосфорной кислоты в полученном растворе будет равна сумме масс исходной кислоты и образовавшейся: \[m_{общая}(H_3PO_4) = m_1(H_3PO_4) + m_2(H_3PO_4) = 49 \text{ г} + 209.70 \text{ г} = 258.70 \text{ г}\]
7. Общая масса полученного раствора будет равна сумме массы исходного раствора и массы добавленного оксида фосфора(V): \[m_{общая}(раствора) = 980 \text{ г} + 152 \text{ г} = 1132 \text{ г}\]
8. Теперь определим массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе: \[\omega(H_3PO_4) = \frac{m_{общая}(H_3PO_4)}{m_{общая}(раствора)} = \frac{258.70 \text{ г}}{1132 \text{ г}} \approx 0.2285 \text{ или } 22.85\%\]

Ответ: 22.85%

Проверка за 10 секунд: Убедись, что массовая доля увеличилась, так как добавили оксид фосфора(V), который превратился в кислоту.

Запомни: Всегда проверяй уравнения реакций и учитывай стехиометрические коэффициенты при расчетах.