Question

При восстановлении фосфора в качестве исходного сырья использовали 100 г фосфата кальция. В результате переработки выход фосфора составил 75% от теоретически возможного. Рассчитайте объём фосфина (н. у.), который можно получить при взаимодействии полученного фосфора со щёлочью, если выход этой реакции составляет 80%?

Answer 1

Объяснение:

Дано:

m(Ca3(PO4)2) = 100 г.

w(вых.1) = 75%

w(вых.2) = 80%

Найти:

V(PH3) - ?

Решение:

1) 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C = 6CaSiO3 + P4 + 10CO

n(Ca3(PO4)2) = m / M = 100 / 310 = 0,322 моль

M(Ca3(PO4)2) = 310 г/моль

n(Ca3(PO4)2) : n(P4) = 2 : 1 ; n(P) = 0,161 моль

m(P4) = n * M = 0,161 * 124 = 19,964 г. - теоретическая масса

M(P4) = 124 г/моль

w(вых.) = m(практ.) / m(теор.)

m(практ.) = w(вых.) * m(теор.)

m(P пр.) = w(вых.1) * m(P теор) = 0,75 * 19,964 = 14,973 г.

2) P4 + 3KOH + 3H2O = 3KH2PO2 + PH3

n(P4) = m / M = 14,973 / 124 = 0,12 моль

n(P4) : n(PH3) = 1 : 1 ; n(PH3) = 0,12 моль

m(PH3) = n * M = 0,12 * 34 = 4,08 г. - теоретическая масса

M(PH3) = 34 г/моль

m(PH3 пр.) = w(вых.2) * m(PH теор.) = 0,8 * 4,08 = 3,264 г.

n(PH3) = 3,264 / 34 = 0,096 моль.

V(PH3) = n * Vm = 0,096 * 22,4 = 2,15 л.

Ответ:   2,15 л.

Answer 2

Для расчета объема фосфина (PH3) в нормальных условиях (н. у.), который можно получить при взаимодействии фосфора (P4) со щелочью, сначала определим, сколько моль фосфора мы получили из 100 г фосфата кальция. Затем, используя баланс химической реакции, найдем количество молей фосфина, которое можно получить из этого фосфора.

1. Рассчитаем количество молей фосфора (P4), которое можно получить из 100 г фосфата кальция (Ca3(PO4)2). Молярная масса фосфата кальция (Ca3(PO4)2) равна:

Ca: 40.08 г/моль P: 30.97 г/моль O: 16.00 г/моль

Молярная масса Ca3(PO4)2: = (3 * 40.08 г/моль) + (2 * 30.97 г/моль) + (8 * 16.00 г/моль) = 120.24 г/моль + 61.94 г/моль + 128.00 г/моль ≈ 310.18 г/моль

Теперь рассчитаем количество молей Ca3(PO4)2 в 100 г:

Количество молей = Масса / Молярная масса Количество молей Ca3(PO4)2 = 100 г / 310.18 г/моль ≈ 0.322 моль

2. Поскольку у нас выход фосфора составил 75% от теоретически возможного, мы умножим количество молей Ca3(PO4)2 на этот коэффициент:

Количество молей фосфора (P4) = 0.322 моль * 0.75 ≈ 0.2415 моль

3. Теперь рассчитаем количество молей фосфина (PH3), которое можно получить из данного количества молей фосфора, учитывая, что выход этой реакции составляет 80%:

Количество молей PH3 = Количество молей P4 * Выход реакции Количество молей PH3 = 0.2415 моль * 0.80 = 0.1932 моль

4. Теперь переведем количество молей фосфина в объем при нормальных условиях (н. у.). Объем одного моля газа при нормальных условиях равен приблизительно 22.4 л.

Объем PH3 (н. у.) = Количество молей PH3 * 22.4 л/моль Объем PH3 (н. у.) = 0.1932 моль * 22.4 л/моль ≈ 4.26 л

Таким образом, объем фосфина, который можно получить при взаимодействии полученного фосфора со щелочью, составит приблизительно 4.26 л при нормальных условиях (н. у.).