22. К избытку раствора сульфата магния добавили 169,6 г 5% раствора фосфата калия. Сколько граммов осадка выпадет в ходе реакции? В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

1. Запишем уравнение реакции:

   Реакция между сульфатом магния (MgSO₄) и фосфатом калия (K₃PO₄) приводит к образованию осадка фосфата магния (Mg₃(PO₄)₂) и растворимого сульфата калия (K₂SO₄).

   3MgSO₄ + 2K₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂↓ + 3K₂SO₄

2. Рассчитаем массу фосфата калия (K₃PO₄):

   Дано: масса раствора = 169,6 г, массовая доля K₃PO₄ = 5%

   Масса K₃PO₄ = Масса раствора × (Массовая доля / 100%)

   Масса K₃PO₄ = 169,6 г × (5% / 100%) = 169,6 г × 0,05 = 8,48 г

3. Рассчитаем молярную массу фосфата калия (K₃PO₄):

   M(K₃PO₄) = 3 × M(K) + M(P) + 4 × M(O)

   M(K₃PO₄) = 3 × 39,1 г/моль + 31 г/моль + 4 × 16 г/моль = 117,3 г/моль + 31 г/моль + 64 г/моль = 212,3 г/моль

4. Рассчитаем количество вещества фосфата калия (n(K₃PO₄)):

   n(K₃PO₄) = Масса K₃PO₄ / M(K₃PO₄)

   n(K₃PO₄) = 8,48 г / 212,3 г/моль ≈ 0,04 моль

5. Рассчитаем количество вещества фосфата магния (Mg₃(PO₄)₂), которое выпадет в осадок:

   Согласно уравнению реакции, 2 моль K₃PO₄ образуют 1 моль Mg₃(PO₄)₂. Следовательно, 0,04 моль K₃PO₄ образуют:

   n(Mg₃(PO₄)₂) = n(K₃PO₄) / 2

   n(Mg₃(PO₄)₂) = 0,04 моль / 2 = 0,02 моль

6. Рассчитаем молярную массу фосфата магния (Mg₃(PO₄)₂):

   M(Mg₃(PO₄)₂) = 3 × M(Mg) + 2 × (M(P) + 4 × M(O))

   M(Mg₃(PO₄)₂) = 3 × 24,3 г/моль + 2 × (31 г/моль + 4 × 16 г/моль)

   M(Mg₃(PO₄)₂) = 72,9 г/моль + 2 × (31 г/моль + 64 г/моль)

   M(Mg₃(PO₄)₂) = 72,9 г/моль + 2 × 95 г/моль

   M(Mg₃(PO₄)₂) = 72,9 г/моль + 190 г/моль = 262,9 г/моль

7. Рассчитаем массу осадка фосфата магния (Mg₃(PO₄)₂):

   Масса Mg₃(PO₄)₂ = n(Mg₃(PO₄)₂) × M(Mg₃(PO₄)₂)

   Масса Mg₃(PO₄)₂ = 0,02 моль × 262,9 г/моль = 5,258 г

Ответ: 5,258 г осадка выпадет в ходе реакции.