34.08 Смеси

Дано соотношение масс NaH₂PO₄ и NaOH в исходной смеси:

m(NaH₂PO₄)/m(NaOH)=0,9/1 

Также известно, что после проведения реакций масса конечного раствора NaNO₃ составляет 442 г, а его массовая доля — 25%.

Преобразуем массовое соотношение в мольное:

n(NaH₂PO₄)*M(NaH₂PO₄) / n(NaOH)*M(NaOH)=0,9/1

Подставляем молярные массы:

M(NaH₂PO₄)=120 г/моль

M(NaOH)=40 г/моль

Получаем:

n(NaH₂PO₄)*120/ n(NaOH)*40=0,9/1

Упрощаем:

n(NaH₂PO₄)/n(NaOH)*3=0,9 

Отсюда:

n(NaH₂PO₄)/n(NaOH)=0,9/3=0,3

Это означает, что NaOH находится в избытке, а NaH₂PO₄ — в недостатке.

Химические реакции:

Протекают следующие процессы:

Реакция между NaH₂PO₄ и NaOH:

NaH₂PO₄+2NaOH→Na₃PO₄+2H₂O

Осаждение фосфата серебра:

3AgNO₃+Na₃PO₄→Ag₃PO₄↓+3NaNO₃

Осаждение оксида серебра (из-за избытка NaOH):

2AgNO₃+2NaOH→Ag₂O↓+H₂O+2NaNO₃

Введем переменные:

Пусть:

n₂(NaNO₃)= x— количество NaNO₃, образовавшегося в реакции (2).

n₃(NaNO₃)=y  — количество NaNO₃, образовавшегося в реакции (3).

Тогда:

x+y=1,3 моль

Из реакции (1):

n(NaH₂PO₄)=n(Na₃PO₄)=x/3

​n1(NaOH)=2n(Na₃PO₄)=2x/3

 

Из соотношения n(NaH₂PO₄)/n(NaOH)=0,3:

(х/3) / (2x/3 + y) = 0,3 

Получаем: 

y=4/9*x

x+y=1,3

x=0,9 моль

y=0,4моль 

Расчет масс веществ:

NaH₂PO₄:

n(NaH₂PO₄)=x/3=0,3 моль

m(NaH₂PO₄)=0,3*120=36 г

H₂O в исходном растворе:

m(H2O)=m(NaH₂PO₄)/ (0,9)  * 4,5 =180 г

NaOH:

n(NaOH)=2x/3+y=0,6+0,4=1 моль

m(NaOH)=1*40=40 г 

Ag₃PO₄:

n(Ag₃PO₄)=x|3=0,3 моль

m(Ag₃PO₄)=0,3*419=125,7 г 

Ag₂O:

n(Ag₂O)=y/2=0,2 моль

m(Ag₂O)=0,2*232=46,4 г 

Масса раствора AgNO₃:

Используем баланс масс:

m(р-ра)=m(NaH₂PO₄)+m(NaOH)+m(H₂O)+mр-ра(AgNO₃)−m(Ag₃PO₄)−m(Ag₂O) 

Подставляем известные значения:

442=36+40+180+mр-ра(AgNO₃)−125,7−46,4 

mр-ра​(AgNO₃​)=442−36−40−180+125,7+46,4=358,1 г

Количество AgNO₃:

n(AgNO₃)= 1,3 моль

Масса:

m(AgNO3)=1,3*170=221 г

w(AgNO₃)=(221/358,1)*100%=  61,71%