Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng bước một.
### a. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
Phản ứng đốt cháy phosphorus (P) trong oxygen (O₂) tạo ra diphosphorus pentoxide (P₂O₅) có phương trình hóa học như sau:
\[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 \]
### b. Sau phản ứng chất nào còn dư và dư bao nhiêu gam?
**Bước 1: Tính số mol của phosphorus và oxygen.**
- Khối lượng của phosphorus (P) = 4,65 g
- Khối lượng mol của phosphorus (P) = 31 g/mol
Số mol của phosphorus (P):
\[
n_P = \frac{4,65 \text{ g}}{31 \text{ g/mol}} \approx 0,15 \text{ mol}
\]
- Thể tích của oxygen (O₂) = 3,7185 lít
- Ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc), 1 mol khí chiếm 22,4 lít.
Số mol của oxygen (O₂):
\[
n_{O_2} = \frac{3,7185 \text{ lít}}{22,4 \text{ lít/mol}} \approx 0,166 \text{ mol}
\]
**Bước 2: Tính toán theo tỉ lệ phản ứng.**
Từ phương trình phản ứng, ta thấy:
- 4 mol P cần 5 mol O₂.
Tính tỉ lệ mol cần thiết:
- Số mol P cần thiết để phản ứng với 0,166 mol O₂:
\[
n_P = \frac{4}{5} \cdot n_{O_2} = \frac{4}{5} \cdot 0,166 \approx 0,133 \text{ mol}
\]
**Bước 3: So sánh số mol có và số mol cần.**
- Số mol P có: 0,15 mol
- Số mol P cần: 0,133 mol
Vì số mol P có lớn hơn số mol P cần, nên phosphorus là chất dư.
**Bước 4: Tính số mol phosphorus dư.**
Số mol phosphorus dư:
\[
n_{P \text{ dư}} = n_P - n_P \text{ cần} = 0,15 - 0,133 = 0,017 \text{ mol}
\]
Khối lượng phosphorus dư:
\[
m_{P \text{ dư}} = n_{P \text{ dư}} \cdot 31 \text{ g/mol} = 0,017 \cdot 31 \approx 0,527 \text{ g}
\]
### c. Tính khối lượng của chất rắn thu được sau phản ứng.
**Bước 1: Tính số mol P₂O₅ tạo thành.**
Số mol P₂O₅ tạo thành từ 0,15 mol P:
\[
n_{P_2O_5} = \frac{2}{4} \cdot n_P = \frac{2}{4} \cdot 0,15 = 0,075 \text{ mol}
\]
**Bước 2: Tính khối lượng của P₂O₅.**
Khối lượng mol của P₂O₅ = 142 g/mol.
Khối lượng P₂O₅ thu được:
\[
m_{P_2O_5} = n_{P_2O_5} \cdot 142 \text{ g/mol} = 0,075 \cdot 142 \approx 10,65 \text{ g}
\]
### Kết luận:
a. Phương trình phản ứng: \( 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 \)
b. Chất dư là phosphorus, dư khoảng 0,527 g.
c. Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là khoảng 10,65 g.