34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274466

$Li_3P + 3HCl \rightarrow 3LiCl + PH_3\uparrow$

$Li_3N + 4HCl \rightarrow 3LiCl + NH_4Cl$

Количество вещества газа:

$n(PH_3)=\frac{5{,}6}{22{,}4}=0{,}25\text{ моль}$

По уравнению реакции:

$n(Li_3P)=n(PH_3)=0{,}25\text{ моль}$

Масса фосфида лития:

$m(Li_3P)=0{,}25\cdot52=13\text{ г}$

Пусть количество вещества $Li_3N$ равно $x\text{ моль}$. Тогда его масса:

$m(Li_3N)=35x\text{ г}$

Масса протонов в $Li_3P$:

$m_p(Li_3P)=0{,}25\cdot(3\cdot3+15)=0{,}25\cdot24=6\text{ г}$

Масса протонов в $Li_3N$:

$m_p(Li_3N)=x\cdot(3\cdot3+7)=16x\text{ г}$

По условию:

$\frac{6+16x}{13+35x}=0{,}46$

$6+16x=5{,}98+16{,}1x$

$0{,}1x=0{,}02$

$x=0{,}2\text{ моль}$

Значит:

$n(Li_3N)=0{,}2\text{ моль}$

$m(Li_3N)=0{,}2\cdot35=7\text{ г}$

Масса смеси:

$m_{\text{смеси}}=13+7=20\text{ г}$

Масса $HCl$ в исходном растворе:

$m(HCl)=200\cdot0{,}365=73\text{ г}$

Количество вещества $HCl$:

$n(HCl)=\frac{73}{36{,}5}=2\text{ моль}$

На реакцию с $Li_3P$ расходуется:

$n(HCl)=0{,}25\cdot3=0{,}75\text{ моль}$

На реакцию с $Li_3N$ расходуется:

$n(HCl)=0{,}2\cdot4=0{,}8\text{ моль}$

Всего израсходовано кислоты:

$n(HCl)=0{,}75+0{,}8=1{,}55\text{ моль}$

Осталось кислоты:

$n(HCl)_{\text{ост}}=2-1{,}55=0{,}45\text{ моль}$

$m(HCl)_{\text{ост}}=0{,}45\cdot36{,}5=16{,}425\text{ г}$

Масса выделившегося фосфина:

$m(PH_3)=0{,}25\cdot34=8{,}5\text{ г}$

Масса конечного раствора:

$m_{\text{р-ра}}=200+20-8{,}5=211{,}5\text{ г}$

Массовая доля кислоты в конечном растворе:

$\omega(HCl)=\frac{16{,}425}{211{,}5}\cdot100\% \approx7{,}8\%$.