Какие массы серной кислоты и фосфорита с массовой долей фосфата кальция 94 % следует взять для получения простого суперфосфата массой 500 кг?
от

1 Ответ

Дано:

1. Масса простого суперфосфата = 500 кг = 500000 г.
2. Массовая доля фосфата кальция (Ca3(PO4)2) в фосфорите = 94% = 0,94.

Найти:
1. Массу фосфорита, необходимую для получения 500 кг простого суперфосфата.
2. Массу серной кислоты, необходимую для реакции.

Решение:

1. Простая формула для простого суперфосфата - Ca(H2PO4)2. Для получения 1 моля Ca(H2PO4)2 требуется 1 моль фосфата кальция и 1 моль серной кислоты.

2. Найдем молярную массу фосфата кальция (Ca3(PO4)2):
   
   Молярная масса(Ca3(PO4)2) = 3 * 40,08 (Ca) + 2 * (30,97 (P) + 4 * 16,00 (O))
   = 3 * 40,08 + 2 * (30,97 + 64)
   = 120,24 + 2 * 94,97
   = 120,24 + 189,94
   = 310,18 г/моль.

3. Теперь найдем молярную массу простого суперфосфата (Ca(H2PO4)2):
   
   Молярная масса(Ca(H2PO4)2) = 40,08 (Ca) + 2 * (2 * 1,01 (H) + 30,97 (P) + 4 * 16,00 (O))
   = 40,08 + 2 * (2,02 + 30,97 + 64)
   = 40,08 + 2 * 96,99
   = 40,08 + 193,98
   = 234,06 г/моль.

4. Теперь найдем количество моль простого суперфосфата, который мы хотим получить:
   
   n(Ca(H2PO4)2) = Масса(Ca(H2PO4)2) / Молярная масса(Ca(H2PO4)2)
   = 500000 г / 234,06 г/моль ≈ 2135,56 моль.

5. Поскольку на 1 моль простого суперфосфата необходимо 1 моль фосфата кальция, то нам также нужно 2135,56 моль Ca3(PO4)2.

6. Находим массу фосфата кальция, необходимую для этой реакции:
   
   Масса(Ca3(PO4)2) = n(Ca3(PO4)2) * Молярная масса(Ca3(PO4)2)
   = 2135,56 моль * 310,18 г/моль
   = 661113,44 г = 661,11 кг.

7. Теперь найдем массу фосфорита, из которого мы будем получать фосфат кальция:
   
   Масса(фосфорита) = Масса(Ca3(PO4)2) / Массовая доля(Ca3(PO4)2)
   = 661113,44 г / 0,94
   = 703730,53 г = 703,73 кг.

8. Далее вычислим массу серной кислоты, необходимую для реакции. На каждый моль Ca3(PO4)2 требуется 3 моль H2SO4 для образования 1 моль Ca(H2PO4)2:
   
   Молярная масса H2SO4 = 2 * 1,01 (H) + 32,07 (S) + 4 * 16,00 (O)
   = 2,02 + 32,07 + 64
   = 98,09 г/моль.

   Необходимое количество моль серной кислоты:
   
   n(H2SO4) = 3 * n(Ca3(PO4)2) = 3 * 2135,56 моль = 6406,68 моль.

   Масса(H2SO4) = n(H2SO4) * Молярная масса(H2SO4)
   = 6406,68 моль * 98,09 г/моль
   = 628414,82 г = 628,41 кг.

Ответ:
Для получения 500 кг простого суперфосфата следует взять примерно 703,73 кг фосфорита и 628,41 кг серной кислоты.
от