Cho 12,4 gam P tác dụng hoàn toàn với O2. Sau đó cho toàn bộ lượng P2O5 thu được vào 80 ml dung dịch NaOH 25% (d = 1,28 g/ml). C% của dung dịch muối sau phản ứng là

$4P+5O_2\xrightarrow{t^o}2P_2O_5$


`0,4`     `0,5`                `0,2`     `mol`       `\text{PT1}`

`n_P=(m_P)/M_P=(12,4)/31=0,4(g)`

`m_(\text{ dd}NaOH)=V_(NaOH)xx d_(NaOH)=80xx1,28=102,4 (g)`

`m_(NaOH)=(m_(\text{dd }NaOH)xxC%)/(100%) = (102,4.25%)/(100%) = 25,6 (g)`

`n_(NaOH)=(m_(NaOH))/M_(NaOH)=(25,6)/ 40 = 0,64 (mol)`

`P_2O_5\text{ tác dụng với NaOH ta xem như }P_2O_5\text{ Tác dụng với }H_2O\text{ cho ra }H_2PO_4`

`\text{Sau đó,}H_3PO_4\text{ mới tác dụng với dd NaOH}`

`P_2O_5+3H_2O->2H_2PO_4PT(2)`

`\text{Lập tỉ lệ mol :}(n_(NaOH))/n_(H_3PO_4)=(0,64)/(0,4)=1,6`

`H_3PO_4\text{ phản ứng với NaOH cho 2 muối }NaH_2PO_4` `và` `Na2HPO4`

`H_3PO4+NaOH->NaH_2PO_4+H_2O\text{ (PT3)}`

`x->x->x`

`H_2PO_4+2NaOH->Na_2SO_4+H-2O`

`y->2y->y`

`\text{Đặt số mol ở PT3 và PT4 lần lượt là x và y, ta có hệ phương trình : }`

\(\left\{ \matrix{ \sum {{n_{{H_3}P{O_4}}} = x + y = 0,4} \hfill \cr \sum {{n_{NaOH}} = x + 2y = 0,64} \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{ x = 0,16 \hfill \cr y = 0,24 \hfill \cr} \right.\)

`n_(NaH_2SO_4)=x=0,16(mol)`

`m_(NaH_2PO_4)=n_(NaH_2PO_4)xxM_(NaH2_PO_4) = 0,16xx120 = 19,2 (g)`

`n_(Na_2HPO_4) = y = 0,24 (mol)`

`m_(Na_2HPO_4)=n_(Na_2HPO_4)xxM_(Na_2HPO_4) = 0,24xx142 = 34,08 (g)`

`m_(dd_(sau))=m_(P_2O_5) + m_(dd_NaOH) = 0,2.142+102,4 = 130,8 (g)`

`\text{Nồng độ phần trăm : }`

\(\left\{ \matrix{ C\% Na{H_2}P{O_4} = {{{m_{Na{H_2}P{O_4}}}} \over {m\,dd\,sau}}.100\% = {{19,2} \over {130,8}}.100\% = 14,68\% \hfill \cr C\% N{a_2}HP{O_4} = {{{m_{N{a_2}HP{O_4}}}} \over {m\,dd\,sau}}.100\% = {{34,08} \over {130,8}}.100\% = 26,06\% \hfill \cr} \right.\)



 

Đáp án: C% NaH2PO4 = 14,68%

C% Na2HPO4 = 26,06%

Giải thích các bước giải:

 nP = mP : MP = 12,4 : 31 = 0,4 (mol)

PTHH: 4P + 5O2 \(\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow \) 2P2O5  (1)

           0,4 ----------------------------------------------------> 0,2 (mol)

Theo PTHH (1): nP2O5 = 1/2.nP = 1/2. 0,4 = 0,2 (mol)

m dd NaOH = VNaOH. dNaOH = 80. 1,28=102,4 (g)

mNaOH = mdd NaOH .C%:100% = 102,4.25%:100% = 25,6 (g)

=> nNaOH= mNaOH : M NaOH = 25,6 : 40 = 0,64 (mol)

Xét P2O5 tác dụng với dd NaOH ta coi như P2O5 tác dụng với H2O tạo ra H3PO4, sau đó H3PO4 mới tác dụng với dd NaOH

PTHH: P2O5 + 3H2O ----> 2H3PO4  (2)

Lập tỉ lệ \({{{n_{NaOH}}} \over {{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = {{0,64} \over {0,4}} = 1,6\)

Ta thấy 1 < 1,6 < 2 vậy H3PO4 phản ứng với NaOH cho 2 muối NaH2PO4 và Na2HPO4

PTHH: H3PO4 + NaOH ----> NaH2PO4 + H2O  (3)

             x     -----> x ---------> x         (mol)

          H3PO4 + 2NaOH ---> Na2HPO4 + H2O   (4)

             y     -----> 2y ---------> y         (mol)

Đặt số mol H3PO4 pư ở PT (3) và (4) lần lượt là x và y (mol)

Ta có hệ phương trình: 

\(\left\{ \matrix{
  \sum {{n_{{H_3}P{O_4}}} = x + y = 0,4}  \hfill \cr 
  \sum {{n_{NaOH}} = x + 2y = 0,64}  \hfill \cr}  \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
  x = 0,16 \hfill \cr 
  y = 0,24 \hfill \cr}  \right.\)

Theo PTHH (3): nNaH2PO4 = x = 0,16 (mol)

=> mNaH2PO4 = nNaH2PO4. M NaH2PO4 = 0,16.120 = 19,2 (g)

Theo PTHH (4): nNa2HPO4 = y = 0,24 (mol)

=> mNa2HPO4 = nNa2HPO4.MNa2HPO4 = 0,24.142 = 34,08 (g)

dung dịch thu được sau phản ứng là:

mdd sau = mP2O5 + mdd NaOH = 0,2.142 + 102,4 = 130,8 (g)

Nồng độ phần trăm của các chất thu được sau phản ứng là:

\(\left\{ \matrix{
  C\% Na{H_2}P{O_4} = {{{m_{Na{H_2}P{O_4}}}} \over {m\,dd\,sau}}.100\%  = {{19,2} \over {130,8}}.100\%  = 14,68\%  \hfill \cr 
  C\% N{a_2}HP{O_4} = {{{m_{N{a_2}HP{O_4}}}} \over {m\,dd\,sau}}.100\%  = {{34,08} \over {130,8}}.100\%  = 26,06\%  \hfill \cr}  \right.\)