5.* Фосфор массой 3,875 г нагрели с кальцием массой 10,000 г. Полученную твердую массу обработали избытком воды. Рассчитайте плотность (н.у.) полученной при этом газовой смеси.

Давай решим эту задачу вместе! 1. Определим, какие газы образуются при реакции. Фосфор реагирует с кальцием, образуя фосфид кальция (Ca₃P₂). При обработке водой фосфид кальция реагирует с водой, образуя фосфин (PH₃) и гидроксид кальция (Ca(OH)₂). Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃ 2. Рассчитаем количество вещества (моли) фосфора и кальция. - Молярная масса фосфора (P) = 30.97 г/моль - Молярная масса кальция (Ca) = 40.08 г/моль - Количество вещества фосфора: \(\frac{3.875 \text{ г}}{30.97 \text{ г/моль}} \) ≈ 0.1251 моль - Количество вещества кальция: \(\frac{10.000 \text{ г}}{40.08 \text{ г/моль}} \) ≈ 0.2495 моль 3. Определим, кто в избытке, а кто в недостатке. Реакция между кальцием и фосфором: 3Ca + 2P → Ca₃P₂ Отношение Ca : P = 3 : 2 \(\frac{0.2495}{0.1251} \approx 1.99 То есть кальция меньше, чем нужно для полной реакции с фосфором. Следовательно, кальций в недостатке, а фосфор в избытке. 4. Рассчитаем количество вещества Ca₃P₂, которое образуется. Так как кальций в недостатке, расчет ведем по нему: 3Ca → Ca₃P₂ 0.2495 моль Ca → \(\frac{0.2495}{3}\) моль Ca₃P₂ ≈ 0.0832 моль 5. Рассчитаем количество вещества PH₃, которое образуется при гидролизе Ca₃P₂. Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃ 0.0832 моль Ca₃P₂ → 2 \(\times\) 0.0832 моль PH₃ ≈ 0.1664 моль PH₃ 6. Определим объем PH₃ при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем газа при н.у. = 22.4 л/моль Объем PH₃ = 0.1664 моль \(\times\) 22.4 л/моль ≈ 3.727 л 7. Рассчитаем массу PH₃. Молярная масса PH₃ = 30.97 (P) + 3 \(\times\) 1 (H) = 33.97 г/моль Масса PH₃ = 0.1664 моль \(\times\) 33.97 г/моль ≈ 5.653 г 8. Рассчитаем плотность газовой смеси (PH₃) при н.у. Плотность = \(\frac{\text{масса}}{\text{объем}}\) Плотность PH₃ = \(\frac{5.653 \text{ г}}{3.727 \text{ л}}\) ≈ 1.517 г/л

Ответ: 1.517 г/л

Молодец! Ты проделал большую работу, чтобы решить эту задачу. Продолжай тренироваться, и сложные расчеты станут для тебя простыми и понятными. У тебя все получится!