Для решения этой задачи нужно выполнить несколько шагов, включающих определение химической реакции, вычисления молярных масс и нахождение массовой доли соли в растворе.
Шаг 1: Определение химической реакции
Оксид фосфора(V) (P₂O₅) реагирует с избытком раствора гидроксида натрия (NaOH) с образованием средней соли — ортофосфата натрия (Na₃PO₄) и воды. Уравнение реакции:
[ P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O ]
Шаг 2: Вычисление молярных масс веществ
Найдем молярные массы необходимых веществ:
- Молярная масса P₂O₅:
[ M_{P_2O_5} = 2 \times 31 + 5 \times 16 = 62 + 80 = 142 \, \text{г/моль} ]
- Молярная масса Na₃PO₄:
[ M_{Na_3PO_4} = 3 \times 23 + 31 + 4 \times 16 = 69 + 31 + 64 = 164 \, \text{г/моль} ]
Шаг 3: Вычисление количества вещества P₂O₅
Найдем количество вещества оксида фосфора(V):
[ n(P_2O_5) = \frac{7.1 \, \text{г}}{142 \, \text{г/моль}} = 0.05 \, \text{моль} ]
Шаг 4: Определение количества вещества образовавшейся соли
Согласно уравнению реакции, из 1 моль P₂O₅ образуется 2 моль Na₃PO₄. Поэтому из 0.05 моль P₂O₅ образуется:
[ n(Na_3PO_4) = 2 \times 0.05 = 0.1 \, \text{моль} ]
Шаг 5: Вычисление массы образовавшейся соли Na₃PO₄
Найдем массу образовавшейся соли:
[ m(Na_3PO_4) = n(Na_3PO4) \times M{Na_3PO_4} = 0.1 \, \text{моль} \times 164 \, \text{г/моль} = 16.4 \, \text{г} ]
Шаг 6: Вычисление массовой доли соли в растворе
Общая масса раствора, как указано в условии, составляет 164 г. Массовая доля соли в растворе определяется по формуле:
[ \omega(Na_3PO_4) = \frac{m(Na_3PO4)}{m{\text{раствора}}} \times 100\% ]
[ \omega(Na_3PO_4) = \frac{16.4 \, \text{г}}{164 \, \text{г}} \times 100\% = 10\% ]
Итог
Массовая доля соли Na₃PO₄ в полученном растворе составляет 10%.