Какова масса фосфорной кислоты, которая получается из 31 кг фосфата кальция при реакции с концентрированной серной кислотой, если выход продукта составляет 80% от теоретически возможного?

Химия 9 класс Реакции обмена и расчет выхода продуктов реакции масса фосфорной кислоты фосфат кальция серная кислота выход продукта химическая реакция теоретически возможный выход химия 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно сначала определить, сколько молей фосфата кальция (Ca3(PO4)2) содержится в 31 кг. Затем мы найдем, сколько молей фосфорной кислоты (H3PO4) получится в результате реакции, и, наконец, рассчитаем массу полученной кислоты с учетом выхода продукта.

Шаг 1: Определение молекулярной массы фосфата кальция

Молекулярная масса фосфата кальция рассчитывается следующим образом:

• Кальций (Ca): 40 г/моль
• Фосфор (P): 31 г/моль
• Кислород (O): 16 г/моль

Фосфат кальция имеет формулу Ca3(PO4)2, поэтому его масса рассчитывается так:

• 3 * 40 г/моль (Ca) = 120 г
• 2 * (31 г/моль (P) + 4 * 16 г/моль (O)) = 2 * (31 + 64) = 2 * 95 = 190 г

Таким образом, молекулярная масса фосфата кальция:

120 г + 190 г = 310 г/моль

Шаг 2: Определение количества моль фосфата кальция в 31 кг

Теперь переведем 31 кг в граммы:

31 кг = 31000 г

Теперь найдем количество моль фосфата кальция:

Количество моль = масса / молекулярная масса = 31000 г / 310 г/моль = 100 моль

Шаг 3: Определение количества моль фосфорной кислоты

Согласно уравнению реакции между фосфатом кальция и серной кислотой, из 1 моля фосфата кальция получается 2 моля фосфорной кислоты:

Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 → 2 H3PO4 + 3 CaSO4

Таким образом, из 100 моль фосфата кальция получится:

100 моль * 2 = 200 моль H3PO4

Шаг 4: Определение массы фосфорной кислоты

Теперь найдем молекулярную массу фосфорной кислоты:

• Водород (H): 1 г/моль
• Фосфор (P): 31 г/моль
• Кислород (O): 16 г/моль

Молекулярная масса H3PO4 равна:

3 * 1 г + 31 г + 4 * 16 г = 3 + 31 + 64 = 98 г/моль

Теперь найдем массу теоретически возможной фосфорной кислоты:

Масса = количество моль * молекулярная масса = 200 моль * 98 г/моль = 19600 г

Шаг 5: Учет выхода продукта

С учетом того, что выход продукта составляет 80%, найдем фактическую массу полученной фосфорной кислоты:

Фактическая масса = теоретическая масса * (выход / 100) = 19600 г * 0.8 = 15680 г

Ответ: Масса фосфорной кислоты, полученной из 31 кг фосфата кальция, составляет 15680 г или 15.68 кг.