Смешали 200 г раствора, содержащего нитрат серебра массой 12,2 г, с раствором массой 45 г, содержащим ортофосфат натрия массой 5,56 г. Определите массовые доли солей в полученном растворе.

Решение:

Смотри, здесь также нужно решить задачу на избыток-недостаток. Логика такая:

1. Сначала нужно записать уравнение реакции.
2. Затем найти количество вещества каждого из реагентов.
3. Сравнить соотношение реагентов в уравнении реакции с фактическим соотношением.
4. Определить, какой реагент в избытке, а какой в недостатке.
5. Рассчитать массу продукта реакции по реагенту, находящемуся в недостатке.
6. Рассчитать массу солей, оставшихся в растворе после реакции.
7. Определить массовые доли солей в полученном растворе.

Пошаговое решение:

1. Запишем уравнение реакции между нитратом серебра и ортофосфатом натрия:

   3AgNO₃ + Na₃PO₄ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃

2. Рассчитаем количество вещества нитрата серебра:

   v(AgNO₃) = m(AgNO₃) / M(AgNO₃) = 12,2 г / 169,87 г/моль ≈ 0,0718 моль

3. Рассчитаем количество вещества ортофосфата натрия:

   v(Na₃PO₄) = m(Na₃PO₄) / M(Na₃PO₄) = 5,56 г / 163,94 г/моль ≈ 0,0339 моль

4. Сравним соотношение реагентов:

   По уравнению реакции, 3 моль AgNO₃ реагируют с 1 моль Na₃PO₄. Фактическое соотношение: 0,0718 моль AgNO₃ на 0,0339 моль Na₃PO₄. Чтобы определить, какой реагент в избытке, разделим количество вещества каждого реагента на его стехиометрический коэффициент в уравнении реакции: Для AgNO₃: 0,0718 моль / 3 ≈ 0,0239 Для Na₃PO₄: 0,0339 моль / 1 = 0,0339 Так как результат для AgNO₃ меньше, нитрат серебра в недостатке, а ортофосфат натрия в избытке.

5. Рассчитаем количество вещества образовавшегося ортофосфата серебра:

   Так как нитрат серебра в недостатке, расчет ведем по нему. По уравнению реакции, из 3 моль AgNO₃ образуется 1 моль Ag₃PO₄. Следовательно, из 0,0718 моль AgNO₃ образуется 0,0718 / 3 ≈ 0,0239 моль Ag₃PO₄.

6. Рассчитаем количество вещества нитрата натрия, образовавшегося в результате реакции:

   По уравнению реакции, из 3 моль AgNO₃ образуется 3 моль NaNO₃. Следовательно, из 0,0718 моль AgNO₃ образуется 0,0718 моль NaNO₃.

7. Рассчитаем массу образовавшегося ортофосфата серебра:

   m(Ag₃PO₄) = v(Ag₃PO₄) * M(Ag₃PO₄) = 0,0239 моль * 418,58 г/моль ≈ 10,00 г

8. Рассчитаем массу образовавшегося нитрата натрия:

   m(NaNO₃) = v(NaNO₃) * M(NaNO₃) = 0,0718 моль * 84,99 г/моль ≈ 6,10 г

9. Рассчитаем количество вещества ортофосфата натрия, оставшегося в растворе после реакции:

   v(Na₃PO₄)_ост = v(Na₃PO₄)_исх - v(AgNO₃) / 3 = 0,0339 моль - 0,0718 моль / 3 ≈ 0,0100 моль

10. Рассчитаем массу ортофосфата натрия, оставшегося в растворе после реакции:

    m(Na₃PO₄)_ост = v(Na₃PO₄)_ост * M(Na₃PO₄) = 0,0100 моль * 163,94 г/моль ≈ 1,64 г

11. Рассчитаем общую массу раствора после смешивания:

    m(раствора) = m(AgNO₃ раствора) + m(Na₃PO₄ раствора) = 200 г + 45 г = 245 г

12. Учтем, что в ходе реакции выпал осадок ортофосфата серебра, поэтому общая масса раствора уменьшилась на массу осадка:

    m(раствора)_{после реакции} = m(раствора) - m(Ag₃PO₄) = 245 г - 10,00 г = 235 г

13. Определим массовые доли солей в полученном растворе:

    w(NaNO₃) = m(NaNO₃) / m(раствора)_{после реакции} = 6,10 г / 235 г ≈ 0,0259 или 2,59%

    w(Na₃PO₄)_ост = m(Na₃PO₄)_ост / m(раствора)_{после реакции} = 1,64 г / 235 г ≈ 0,0070 или 0,70%

Ответ: w(NaNO₃) ≈ 2,59%; w(Na₃PO₄)_ост ≈ 0,70%