1) Найдите массу 70%-ного раствора серной кислоты, который потребуется для получения фосфорной кислоты...

Для решения этой задачи нужно следовать нескольким этапам, включая расчет стехиометрии реакции и учет концентрации раствора серной кислоты.

1. Установите химическое уравнение реакции:

Фосфорит, содержащий 70% фосфата кальция (( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 )), реагирует с серной кислотой (( \text{H}_2\text{SO}_4 )) для получения фосфорной кислоты (( \text{H}_3\text{PO}_4 )) и сульфата кальция (( \text{CaSO}_4 )).

Уравнение реакции: [ \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2 \text{H}_3\text{PO}_4 + 3 \text{CaSO}_4 ]

2. Определите количество фосфата кальция в фосфорите:

Фосфорит содержит 70% фосфата кальция. Следовательно, в 200 кг фосфорита содержится: [ 200 \, \text{кг} \times 0.70 = 140 \, \text{кг} \, \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 ]

3. Рассчитайте количество молей фосфата кальция:

Молярная масса ( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 ) составляет: [ 3 \times \text{Ca} (40 \, \text{г/моль}) + 2 \times \text{P} (31 \, \text{г/моль}) + 8 \times \text{O} (16 \, \text{г/моль}) = 310 \, \text{г/моль} ]

Количество молей фосфата кальция: [ \frac{140 \, \text{кг} \times 1000 \, \text{г/кг}}{310 \, \text{г/моль}} \approx 451.61 \, \text{моль} ]

4. Рассчитайте необходимое количество молей серной кислоты:

Согласно уравнению реакции, на 1 моль ( \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 ) требуется 3 моль ( \text{H}_2\text{SO}_4 ). Таким образом, необходимо: [ 451.61 \, \text{моль} \times 3 = 1354.83 \, \text{моль} \, \text{H}_2\text{SO}_4 ]

5. Рассчитайте массу серной кислоты:

Молярная масса ( \text{H}_2\text{SO}_4 ) составляет: [ 2 \times \text{H} (1 \, \text{г/моль}) + \text{S} (32 \, \text{г/моль}) + 4 \times \text{O} (16 \, \text{г/моль}) = 98 \, \text{г/моль} ]

Масса серной кислоты: [ 1354.83 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 132773.34 \, \text{г} = 132.77 \, \text{кг} ]

6. Рассчитайте массу 70%-ного раствора серной кислоты:

В 70%-ном растворе серной кислоты 70% массы составляет сама кислота. Поэтому: [ \frac{132.77 \, \text{кг}}{0.70} \approx 189.67 \, \text{кг} ]

Таким образом, для получения фосфорной кислоты из 200 кг фосфорита потребуется приблизительно 189.67 кг 70%-ного раствора серной кислоты.

Для решения данной задачи необходимо определить количество фосфорной кислоты, которое можно получить из 200 кг фосфорита.

Сначала найдем массу фосфата кальция в 200 кг фосфорита: Масса фосфата кальция = 200 кг * 0,70 = 140 кг

Затем определим массу фосфорной кислоты, которая образуется при реакции фосфорита с серной кислотой: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 2H3PO4 + 3CaSO4

Молярная масса Ca3(PO4)2 = 310 г/моль Молярная масса H3PO4 = 98 г/моль

Таким образом, масса фосфорной кислоты, которая образуется из 140 кг фосфата кальция, будет равна: Масса H3PO4 = (140 кг * 98 г/моль) / 310 г/моль = 44,8 кг

Далее найдем массу серной кислоты, которая необходима для реакции с фосфоритом: Масса H2SO4 = (44,8 кг 98 г/моль) / 3 98 г/моль = 14,93 кг

Таким образом, для получения фосфорной кислоты из 200 кг фосфорита потребуется 14,93 кг 70%-ного раствора серной кислоты.