Cho m gam P$_{2}$O$_{5}$ vào 700 ml dung dịch KOH 1M, sau khi kết thúc phản ứng, cô cạn dung dịch thu được (3m + 5,4) gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 14,2

B. 28,4

C. 21,3

D. 7,1

Hướng dẫn

Chọn phương án: A

Phương pháp giải:

Xét 2 trường hợp sau:

– TH1: Chất rắn khan chỉ chứa các muối

P$_{2}$O$_{5}$+ 3H$_{2}$O → 2 H$_{3}$PO$_{4}$

KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → KH$_{2}$PO$_{4}$ + H$_{2}$O

2KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → K$_{2}$HPO$_{4}$ + 2H$_{2}$O

3KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → K$_{3}$PO$_{4}$ + 3H$_{2}$O

Vì dung dịch sau phản ứng chỉ chứa muối nên ta có: n$_{H2O}$ = n$_{KOH}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta tính được giá trị m.

-TH2: Chất rắn khan chứa muối và KOH dư

P$_{2}$O$_{5 }$+ 3H$_{2}$O → 2 H$_{3}$PO$_{4}$

3KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → K$_{3}$PO$_{4}$ + 3H$_{2}$O

Tính toán theo phương trình tìm được m.

Lời giải chi tiết:

Ta có: ${n_{{P_2}{O_5}}} = \frac{m}{{142}}(mol)$

-TH1: Chất rắn khan chỉ chứa các muối

P$_{2}$O$_{5 }$+ 3H$_{2}$O → 2 H$_{3}$PO$_{4}$

m/142 2m/142 mol

KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → KH$_{2}$PO$_{4}$ + H$_{2}$O

2KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → K$_{2}$HPO$_{4}$ + 2H$_{2}$O

3KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → K$_{3}$PO$_{4}$ + 3H$_{2}$O

Vì dung dịch sau phản ứng chỉ chứa muối nên ta có: n$_{H2O}$ = n$_{KOH}$ = 0,7 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m$_{KOH}$ + m$_{H3PO4}$ = m$_{muối}$ + m$_{H2O}$ → 0,7.56 + 2m.98/142 = 3m + 5,4 + 0,7.18 → m = 13,09 gam

→ n$_{H3PO4}$ = 2m/142 = 0,184 mol

Ta thấy:

$\frac{{{n_{KOH}}}}{{{n_{H3PO4}}}} = \frac{{0,7}}{{0,184}} > 3$ → Sau phản ứng có KOH dư → Trường hợp này loại

-TH2: Chất rắn khan chứa muối và KOH dư

P$_{2}$O$_{5}$+ 3H$_{2}$O → 2 H$_{3}$PO$_{4}$

$\frac{m}{{142}}$ $\frac{{2m}}{{142}}$mol

3KOH + H$_{3}$PO$_{4}$ → K$_{3}$PO$_{4}$ + 3H$_{2}$O

$\frac{{6m}}{{142}}$ $\frac{{2m}}{{142}}$ $\frac{{2m}}{{142}}$ mol

Chất rắn khan chứa 2m/142 mol K$_{3}$PO$_{4}$ và (0,7-6m/142) mol KOH

→ 212 . 2m/142+ 56 . (0,7-6m/142) = 3m + 5,4 → m = 14,2 gam

Đáp án A