Смешали воду, дигидрофосфат натрия и гидроксид натрия в массовом соотношении 4,5 : 0,9 : 1 соответственно. К образовавшемуся раствору добавили раствор нитрата серебра. При этом получили 442 г раствора, содержащего только одно растворённое вещество, массовая доля которого составила 25%. Определите массовую долю нитрата серебра в добавленном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

[1] NaH2PO4 + 2NaOH = Na3PO4 + 2H2O [2] Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3NaNO3 [3] 2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O m(NaNO3) = 442*0,25 = 110,5 г n(NaNO3) = 110,5:85 = 1,3 моль n(AgNO3) = n(NaNO3) = 1,3 моль; m(AgNO3) = 170*1,3 = 221 г Пусть x г — масса одной части вещества, тогда n(NaH2PO4) = 0,9x:120 моль; n(NaOH) = x:40 моль 0,9x:120 + x:40 = 1,3 моль; x = 40 г n(NaOH) = 1 моль n(NaH2PO4) = 0,9*40:120 = 0,3 моль; m(NaH2PO4) = 0,9*40 = 36 г m(H2O) = 4,5*40 = 180 г m(первого р-ра) = 40 + 180 + 36 = 256 г n(Ag3PO4) = n(NaH2PO4) = 0,3 моль; m(Ag3PO4) = 0,3*419 = 125,7 г n(NaOH[1]) = 0,3*2 = 0,6 моль n(NaOH)ост. = 1 - 0,6 = 0,4 моль n(Ag2O) = 0,5 n(NaOH)ост. = 0,2 моль; m(Ag2O) = 0,2*232 = 46,4 г m(р-ра AgNO3) = 442 - 256 + 125,7 + 46,4 = 358,1 г w(AgNO3) = 221:358,1*100 = 61,7 % Подробный разбор В смеси щёлочь избыточна по отношению к дигидрофосфату, поэтому сначала он полностью переводится в средний фосфат, а часть \(NaOH\) остаётся в растворе: \(NaH_{2}PO_{4} + 2NaOH = Na_{3}PO_{4} + 2H_{2}O\) \(Na_{3}PO_{4} + 3AgNO_{3} = Ag_{3}PO_{4}\downarrow + 3NaNO_{3}\) \(2AgNO_{3} + 2NaOH = Ag_{2}O\downarrow + 2NaNO_{3} + H_{2}O\) Оба осадка уходят из раствора, поэтому единственное растворённое вещество в конечном растворе — \(NaNO_{3}\): \(m(NaNO_{3}) = 442\ г \cdot 0{,}25 = 110{,}5\ г\); \(n(NaNO_{3}) = \dfrac{110{,}5\ г}{85\ г/моль} = 1{,}3\ моль\). Весь натрий из исходной смеси и всё серебро связаны в этой соли, значит по уравнениям 2 и 3 \(n(AgNO_{3}) = n(NaNO_{3}) = 1{,}3\ моль\), \(m(AgNO_{3}) = 1{,}3\ моль \cdot 170\ г/моль = 221\ г\). Пусть \(x\) г — масса одной части. Тогда \(n(NaH_{2}PO_{4}) = \dfrac{0{,}9x}{120}\), \(n(NaOH) = \dfrac{x}{40}\), и каждая из них даёт по одному \(NaNO_{3}\): \(\dfrac{0{,}9x}{120} + \dfrac{x}{40} = 1{,}3\ моль\); \(0{,}0325x = 1{,}3\); \(x = 40\ г\). Отсюда \(n(NaOH) = 1\ моль\), \(n(NaH_{2}PO_{4}) = \dfrac{0{,}9 \cdot 40}{120} = 0{,}3\ моль\), а масса первого раствора \(m = 4{,}5 \cdot 40 + 0{,}9 \cdot 40 + 40 = 180 + 36 + 40 = 256\ г\). По уравнению 1: \(n(Na_{3}PO_{4}) = n(NaH_{2}PO_{4}) = 0{,}3\ моль\), израсходовано \(n(NaOH) = 2 \cdot 0{,}3 = 0{,}6\ моль\), осталось \(1 - 0{,}6 = 0{,}4\ моль\). По уравнению 2: \(n(Ag_{3}PO_{4}) = n(Na_{3}PO_{4}) = 0{,}3\ моль\), \(m(Ag_{3}PO_{4}) = 0{,}3\ моль \cdot 419\ г/моль = 125{,}7\ г\). По уравнению 3: \(n(Ag_{2}O) = 0{,}5 \cdot n(NaOH)_{ост} = 0{,}2\ моль\), \(m(Ag_{2}O) = 0{,}2\ моль \cdot 232\ г/моль = 46{,}4\ г\). Масса конечного раствора меньше суммы масс смешанных растворов на массу осадков, поэтому \(m(р\text{-}ра\ AgNO_{3}) = 442 - 256 + 125{,}7 + 46{,}4 = 358{,}1\ г\). \(\omega(AgNO_{3}) = \dfrac{221\ г}{358{,}1\ г} \cdot 100\% = 61{,}7\%\). Ответ: 61,7 %.

В реактор постоянного объёма поместили водород и пары брома. При этом концентрация паров брома составляла 0,12 моль/л. В результате протекания обратимой реакции H2(г) + Br2(г) 2HBr(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации водорода и бромоводорода составили 0,27 моль/л и 0,18 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию H2(X) и равновесную концентрацию Br2(Y). Выберите из списка номера правильных ответов. 1) 0,02 моль/л; 2) 0,03 моль/л; 3) 0,18 моль/л; 4) 0,27 моль/л; 5) 0,36 моль/л; 6) 0,37 моль/л. Запишите выбранные номера под соответствующими буквами X, Y.

По уравнению \(H_{2} + Br_{2} \rightleftarrows 2HBr\) на 1 моль прореагировавшего \(H_{2}\) расходуется 1 моль \(Br_{2}\) и образуется 2 моль \(HBr\), то есть водород и бром расходуются в 2 раза меньшем количестве, чем образуется бромоводорода. Весь бромоводород получен по реакции, поэтому его равновесная концентрация — это и есть изменение: \(\Delta c(HBr) = 0{,}18\) моль/л. Изменения концентраций реагентов вдвое меньше: \(\Delta c(H_{2}) = \Delta c(Br_{2}) = 0{,}18 : 2 = 0{,}09\) моль/л (обе величины убывают). Исходная концентрация водорода складывается из равновесной и израсходованной: \(c_{исх}(H_{2}) = 0{,}27 + 0{,}09 = 0{,}36\) моль/л. Равновесная концентрация брома — это исходная за вычетом израсходованной: \(c_{равн}(Br_{2}) = 0{,}12 - 0{,}09 = 0{,}03\) моль/л. Ответ: X — 5 (0,36 моль/л), Y — 2 (0,03 моль/л); в таблицу записываем 52.