11 1 г смеси оксида фосфора(V) и оксида серы(VI)

1) В условии задачи массовые доли приведены в процентах, для удобства расчетов переведем их в доли единицы:
ω = ω%/100;
ω(P) = 27,93/100 = 0,2793
ω(NaOH)=20%/100=0.2
2) Напишем уравнения соответствующих реакций и уравняем реакции:
P2O5 + 4NaOH → 2Na2HPO4 + H2O
Na2HPO4 + NaOH=Na3PO4+H2O
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 +H2O
Вычислим массу NaOH в растворе:
mNaOH=ρ(NaOH)∙V(NaOH)
mр-ра(NaOH)=1,2·58,33=70 г
m(NaOH)=0,2·70=14 г
Количество вещества NaOH равно:
n(NaOH)=m(NaOH)/Mr(NaOH)=14/40=0,35 моль
По уравнению реакции количество вещества Na2HPO4 равно: n(Na2HPO4)=1/2n(NaOH)=1/2·0.35=0.175 моль
n(Na3PO4)=n(NaOH)=0.35 моль
n(Na2SO4)= 1/2n(NaOH)=1/2·0.35=0.175 моль
3) Вычислим массу фосфора в смеси из формулы:
ωв-ва=m(в-ва)m(смеси)
отсюда
mP=m(смеси)∙ω(Р)
m(P) = 11,1 · 0,2793 = 3,1 г;
Вычислим количество вещества фосфора:
nP=m(P)/Mr(P)
n(Р) = 3,1 / 31 = 0,1 моль.
Один моль Р2О5 содержит два моль атомов Р, поэтому количество вещества Р2О5 в два раза меньше количества вещества фосфора:
n(Р2О5) = n(Р) / 2 = 0,1 / 2 = 0,05 моль;
m(Р2О5) =0.05·142=7.1 г
По уравнению реакции 1 и 2-ому: n(Na2HPO4)=n(Р2О5)=0.05 моль
Задачу решаем по недостатку, так как 0,05 моль Na2HPO4 <0,175 моль
Найдем массу Na2HPO4:
m(Na2HPO4) = n(Na2HPO4) · М(Na2HPO4) = 0,05 · 142 = 7,1 г.
4) По второму уравнению реакции n(Na3PO4)=n(Na2HPO4)=0.05 моль
Вычислим массу Na3PO4:
m((Na3PO4) = 0,05·164=8,2 г
m(SO3)=m(смеси)-m(P2O5)=11,1-7,1=4 г
Количество вещества оксида серы равно:
n(SO3) = m(SO3) /М(SO3) = 4/80 = 0,05 моль.
n(Na2SO4)= n(SO3) =0,05 моль
m(Na2SO4)=0.05·142=7.1 г
5) Найдем массу конечного раствора:
m=m(смеси)+mр-ра (NaOH)=11,1+70=81,1 г
6) Далее вычисляем массовые доли веществ в смеси:
ωNa2HPO4=m(Na2HPO4)m(смеси)=7.181.1∙100%=8.75%
ωNa2SO4=m(Na2SO4)m(смеси)=7.181.1∙100%=8.75%
ωNa3PO4=m(Na3PO4)m(смеси)=8.281.1∙100%=10.11%
Ответ: ωNa2HPO4=8,75%, ωNa2SO4=8,75%, ωNa3PO4=10,11%.