Дано:
- Масса фосфорита m(fosforit) = 6,60 т = 6600 г
- Массовая доля основного вещества (Ca3(PO4)2) = 95,2 %
- Потери в процессе производства = 12,6 %
Найти:
- Максимальную массу фосфора (P4), которую можно получить.
Решение:
1. Рассчитаем массу основного вещества в фосфорите:
m(Ca3(PO4)2) = m(fosforit) * (массовая доля основного вещества / 100)
m(Ca3(PO4)2) = 6600 г * (95,2 / 100)
m(Ca3(PO4)2) = 6600 г * 0,952
m(Ca3(PO4)2) ≈ 6283,2 г
2. Рассчитаем массу фосфора, который может быть получен из Ca3(PO4)2:
Сначала найдем молярные массы компонентов:
- Молярная масса Ca3(PO4)2:
M(Ca3(PO4)2) = 3 * 40,08 (Ca) + 2 * (30,97 (P) + 4 * 16,00 (O))
= 120,24 + 2 * (30,97 + 64,00)
= 120,24 + 2 * 94,97
= 120,24 + 189,94
= 310,18 г/моль
- Молярная масса P4:
M(P4) = 4 * 30,97 = 123,88 г/моль
По уравнению реакции видно, что 2 моль Ca3(PO4)2 дают 1 моль P4:
n(Ca3(PO4)2) = m(Ca3(PO4)2) / M(Ca3(PO4)2)
n(Ca3(PO4)2) = 6283,2 г / 310,18 г/моль
n(Ca3(PO4)2) ≈ 20,23 моль
Количество моль фосфора:
n(P4) = n(Ca3(PO4)2) / 2
n(P4) = 20,23 моль / 2
n(P4) ≈ 10,115 моль
3. Рассчитаем массу фосфора, которая может быть получена:
m(P4) = n(P4) * M(P4)
m(P4) = 10,115 моль * 123,88 г/моль
m(P4) ≈ 1251,78 г
4. Учитываем потери в процессе производства:
Потери составляют 12,6 %, следовательно, выход составит (100 % - 12,6 %) = 87,4 %.
m(P4, max) = m(P4) * (87,4 / 100)
m(P4, max) = 1251,78 г * 0,874
m(P4, max) ≈ 1099,99 г
Ответ:
Максимальная масса фосфора, которую можно получить из фосфорита массой 6,60 т, составляет примерно 1100 г.