Question

Из 620 кг природного фосфорита получили 93 кг фосфора Вычислите массовую долю Ca3(PO4)2

Answer 1

Дано:
m(фосфорита) = 620 кг
m(P) = 93 кг
ω(Са3(РО4)2 - ?

M(Ca3(PO4)2 = 310 г/моль
M(P) = 0.031 кг/моль
n(P) = m/M = 93 кг/0,031 кг/моль = 3000 моль 

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 2P + 5CO
Из УХР следует, что n(Ca3(PO)2) = 0,5n(P)
n(Ca3(PO4)2) = 0,5*3000 моль = 1500 моль
m(Ca3(PO4)2) = n*M = 1500 моль*310 г/моль = 465 кг
ω(Са3(РО4)2) = 465 кг/620 кг*100% = 75%
Ответ: 75%

Answer 2

А каким образом получили? Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 2P + 5CO?

Answer 3

Для решения этой задачи нам нужно использовать химический состав фосфорита и реакцию, которая происходит при его обработке для получения фосфора.

Природный фосфорит обычно содержит смесь кальциевых фосфатов, включая Ca3(PO4)2. При обработке природного фосфорита с концентрированной серной кислотой происходит реакция, в которой образуется растворимый в воде гексагидрофосфат кальция (Ca(H2PO4)2), который затем превращается в фосфор:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4 2H3PO4 → P4O10 + 6H2O P4O10 + 10C → 4P + 10CO

Из этой реакции следует, что 1 моль фосфора образуется из 1 моля Ca3(PO4)2. Молярная масса Ca3(PO4)2 равна 310 г/моль, а молярная масса фосфора равна 31 г/моль.

Массовая доля Ca3(PO4)2 в природном фосфорите равна:

масса Ca3(PO4)2 / масса природного фосфорита = (1 моль Ca3(PO4)2 x 310 г/моль) / (1 моль Ca3(PO4)2 + 3 моль H2SO4 x 98 г/моль + остальные компоненты) x 100% = 49%

Таким образом, массовая доля Ca3(PO4)2 в природном фосфорите составляет 49%.