Задание №60023 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] 2P + 5Cl₂ → 2PCl₅
[2] PCl₅ + 8KOH → K₃PO₄ + 5KCl + 4H₂O

2. Найдем число моль фосфора:
n P = m P / M P = 9,3 / 31 = 0,3 моль

3. Найдем число моль образовавшегося хлорида фосфора(V):
n PCl₅ = n P = 0,3 моль

4. Найдем число моль гидроксида калия в растворе:
m KOH = m_р-ра KOH ⋅ ω KOH = 700 ⋅ 0,2 = 140 г
n KOH = m KOH / M KOH = 140 / 56 = 2,5 моль 

5. Определим, кто из реагентов во второй реакции находится в недостатке:
поделим моли хлорида фосфора(V) и гидроксида калия на свои коэффициенты
PCl₅ : KOH 
(0,3 / 1) : (2,5 / 8)
(0,3 / 1) < (2,5 / 8)
PCl₅ < KOH 

Приходим к выводу, что KOH находится в избытке, а PCl₅ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по PCl₅. 

6. Найдем массу образовавшегося фосфата калия:
n K₃PO₄ = n PCl₅ = 0,3 моль
m K₃PO₄ = n K₃PO₄ ⋅ M K₃PO₄ = 0,3 ⋅ 212 = 63,6 г

7. Найдем массу образовавшегося хлорида калия:
n KCl = 5n PCl₅ = 5 ⋅ 0,3 = 1,5 моль
m KCl = n KCl ⋅ M KCl = 1,5 ⋅ 74,5 = 111,75 г

8. Найдем массу оставшегося гидроксида калия:
n_{прореаг.} KOH = 8n PCl₅ = 8 ⋅ 0,3 = 2,4 моль
n_ост. KOH = n KOH – n_{прореаг}. KOH = 2,5 – 2,4 = 0,1 моль
m_ост. KOH = n_ост. KOH ⋅ M KOH = 0,1 ⋅ 56 = 5,6 г

9. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m PCl₅ + m_р-ра KOH
m PCl₅ = n PCl₅ ⋅ M PCl₅ = 0,3 ⋅ 208,5 = 62,55 г
m_{конечн. р-ра} = 62,55 + 700 = 762,55 г

10. Найдем массовые доли фосфата калия, хлорида калия и оставшегося гидроксида калия:
ω K₃PO₄ = m K₃PO₄ / m_{конечн. р-ра} = 63,6 / 762,55 = 0,0834 → 8,34%
ω KCl = m KCl / m_{конечн. р-ра} = 111,75 / 762,55 = 0,1465 → 14,65%
ω_ост. KOH = m_ост. KOH / m_{конечн. р-ра} = 5,6 / 762,55 = 0,00734 → 0,734%

Ответ: ω K₃PO₄ = 8,34%; ω KCl = 14,65%; ωост. KOH = 0,734%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)