Номер 1122, страница 177 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1122. Какая масса оксида фосфора(V) образуется при сжигании фосфора массой 1,18 кг в избытке кислорода?

Дано:

масса фосфора $m(P) = 1,18$ кг

Кислород ($O_2$) взят в избытке.

Масса фосфора дана в основной единице СИ. Для удобства расчетов с молярными массами переведем килограммы в граммы:

$m(P) = 1,18 \text{ кг} = 1180 \text{ г}$

Найти:

массу оксида фосфора(V) $m(P_2O_5)$

Решение:

1. Сначала запишем сбалансированное уравнение реакции горения фосфора. При сжигании в избытке кислорода образуется оксид фосфора(V), эмпирическая формула которого $P_2O_5$.

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Рассчитаем молярные массы фосфора (P) и оксида фосфора(V) ($P_2O_5$), используя значения относительных атомных масс из Периодической системы Д.И. Менделеева (округлим до целых): $A_r(P) = 31$, $A_r(O) = 16$.

Молярная масса фосфора:

$M(P) = 31 \text{ г/моль}$

Молярная масса оксида фосфора(V):

$M(P_2O_5) = 2 \cdot A_r(P) + 5 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 4 моль фосфора образуется 2 моль оксида фосфора(V). Поскольку кислород находится в избытке, весь фосфор прореагирует. Мы можем составить пропорцию, используя массы веществ.

Масса 4 моль фосфора, участвующего в реакции:

$4 \text{ моль} \cdot M(P) = 4 \cdot 31 = 124 \text{ г}$

Масса 2 моль оксида фосфора(V), образующегося в реакции:

$2 \text{ моль} \cdot M(P_2O_5) = 2 \cdot 142 = 284 \text{ г}$

4. Составим и решим пропорцию: из 124 г фосфора образуется 284 г оксида фосфора(V), а из 1180 г фосфора образуется $x$ г оксида.

$\frac{1180 \text{ г } (P)}{x \text{ г } (P_2O_5)} = \frac{124 \text{ г } (P)}{284 \text{ г } (P_2O_5)}$

Выразим $x$, то есть массу $m(P_2O_5)$:

$m(P_2O_5) = \frac{1180 \text{ г} \cdot 284 \text{ г}}{124 \text{ г}} \approx 2702,58 \text{ г}$

5. Переведем полученную массу обратно в килограммы и округлим результат до сотых, так как исходное значение было дано с точностью до сотых.

$2702,58 \text{ г} = 2,70258 \text{ кг} \approx 2,70 \text{ кг}$

Ответ: образуется 2,70 кг оксида фосфора(V).