Номер 4, страница 60 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

практическая масса фосфата натрия: $m_{практ}(\text{Na}_3\text{PO}_4) = 13.12 \text{ г}$
практический выход: $\eta = 80 \text{ %}$

Найти:

масса гидроксида натрия: $m(\text{NaOH})$

Решение

1. Напишем уравнение реакции нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом натрия с образованием фосфата натрия:
$\text{H}_3\text{PO}_4 + 3\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_3\text{PO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}$

2. Определим теоретическую массу фосфата натрия, которая должна была образоваться, учитывая практический выход. Формула для расчета теоретической массы: $m_{теор} = \frac{m_{практ}}{\eta} \times 100 \text{ %}$
$m_{теор}(\text{Na}_3\text{PO}_4) = \frac{13.12 \text{ г}}{80 \text{ %}} \times 100 \text{ %} = \frac{13.12}{0.80} \text{ г} = 16.4 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах:
Молярная масса гидроксида натрия ($\text{NaOH}$):
$M(\text{NaOH}) = A_r(\text{Na}) + A_r(\text{O}) + A_r(\text{H}) = 22.99 \text{ г/моль} + 16.00 \text{ г/моль} + 1.01 \text{ г/моль} = 40.00 \text{ г/моль}$
Молярная масса фосфата натрия ($\text{Na}_3\text{PO}_4$):
$M(\text{Na}_3\text{PO}_4) = 3 \times A_r(\text{Na}) + A_r(\text{P}) + 4 \times A_r(\text{O}) = 3 \times 22.99 \text{ г/моль} + 30.97 \text{ г/моль} + 4 \times 16.00 \text{ г/моль} = 68.97 \text{ г/моль} + 30.97 \text{ г/моль} + 64.00 \text{ г/моль} = 163.94 \text{ г/моль}$

4. Рассчитаем количество вещества (моль) теоретически образовавшегося фосфата натрия:
$n_{теор}(\text{Na}_3\text{PO}_4) = \frac{m_{теор}(\text{Na}_3\text{PO}_4)}{M(\text{Na}_3\text{PO}_4)} = \frac{16.4 \text{ г}}{163.94 \text{ г/моль}} \approx 0.1000 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, для образования 1 моль $\text{Na}_3\text{PO}_4$ требуется 3 моль $\text{NaOH}$. Составим пропорцию для нахождения количества вещества $\text{NaOH}$:
$n(\text{NaOH}) = 3 \times n_{теор}(\text{Na}_3\text{PO}_4) = 3 \times 0.1000 \text{ моль} = 0.3000 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу гидроксида натрия, израсходованного для реакции:
$m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \times M(\text{NaOH}) = 0.3000 \text{ моль} \times 40.00 \text{ г/моль} = 12.00 \text{ г}$

Ответ: 12.00 г