Question

ДАЮ 98 БАЛЛОВ, РЕШИТЕ ПОЖАЛУЙСТА
1)Сколько кг фосфора можно получить из 100 кг фосфорита, содержащего 7% примесей, если выход продукта равен 70% ?
2) рассчитать массу азотной кислоты, которую можно получить из 2,24 л аммиака (н.у.), если выход продукта равен 95,2% ?

Answer 1

Ответ:

1.

Дано:

m'(Ca3(PO4)2 = 100 кг

ω(прим.) = 7% или 0,07

η(Р) = 70% или 0,7

Найти:

m(P)-?

Решение.

m(Ca3(PO4)2) = m'(Ca3(PO4)2) - m'(Ca3(PO4)2)*ω(прим.)

m(Ca3(PO4)2) = 100 кг-100 кг*0,07 = 93 кг

М(Ca3(PO4)2) = 0,310 кг/моль

n(Ca3(PO4)2) = m/M = 93 кг/0,31 кг/моль = 300 моль

М(Р) = 0,031 кг/моль

Сa₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ = 3CaSiO₃ + 2P + 5CO↑

Из УХР видно, что n(теор. Р) = 2n(Сa₃(PO₄)₂)

n(теор. Р) = 2*300 моль = 600 моль

n(пр. Р) = n(теор. Р)*η(Р)

n(пр. Р) = 600 моль*0,7 =420 моль

m(P) = n(пр. Р)*М(Р)

m(P) = 420 моль*0,031 кг/моль = 13,02 кг

Ответ: 13,02 кг

2.

Дано:

V(NH₃) = 2,24 л

η(HNO₃) = 95,2%

Найти:

m(HNO₃)-?

Решение.

M(HNO₃) = 63 г/моль

n(NH₃) = V/Vm = 2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль

Схема получения азотной кислоты:

NH₃ ⇒ HNO₃

Из схемы видно, что теоретическое кол-во n(теор. HNO₃)=n(NH₃)

n(теор. HNO₃)= 0,1 моль

n(пр. HNO₃)=n(теор. HNO₃)*η(HNO₃)

n(пр. HNO₃)= 0,1 моль*0,952 = 0,0952 моль

m(HNO₃) = n*M = 0,0952 моль*63 г/моль ≈ 6 г

Ответ: 6 г

Стадии получения азотной к-ты из аммиака:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + Q

2NO + O₂ = 2NO₂

3NO₂ + H₂O ⇄ 2HNO₃ + NO

При избытке кислорода:

4NO₂ + 2H₂O + O₂ ⇄ 4HNO₃ + Q

Answer 2

Відповідь:

1)  13,02 г; 2) 5.985 г.

Пояснення:

1)
Масса фосфорита с примесями m (Ca3(PO4)2) = 100 кг, масса чистого фосфорита без примесей, способного вступить в реакцию:
m (чист.Ca3(PO4)2) = 100 кг- (100*0,07) =  100 - 7 = 93 кг.
Уравнение реакции:
2Ca3(PO4)2+10C+6SiO2 → P4+10CO+6CaSiO3.
      93 кг                                x
M (P4) = 31 *4 = 124 г/моль = 124 кг/кмоль
M (Ca3(PO4)2) = 40*3 + 31*2 + 16*4*2 =310 кг/кмоль

Решаю за пропорцией m1/M1 = 2 * m2/M2, которая истекает с мольного соотношения реагентов в реакции (ну и основной формулы n = m/M).
2 * m (P4) теор / M (P4) =  m (чист.Ca3(PO4)2) / M (Ca3(PO4)2)

m (P4) теор = M (P4) *  m (чист.Ca3(PO4)2) / M (Ca3(PO4)2) / 2 = 124  * 93 / 310 / 2 = 18,6 кг

Выход продукта:
ω(вых) = m практ/ m теор, отсюда m практ = ω(вых) *m теор = 0,7 * 18,6 = 13,02 г.

2)
Уравнение реакции:
4NH4 + 9O2 → 4HNO3 + 6H2O.
2,24 л                    х
Тоже самое, по пропорции (т.к. у нас нормальные условия, то можно так решать):
4*V1/Vm = 4*V2/Vm, Vm сокращается, коэфициенты тоже, следовательно V1 = V2. V(HNO3) = V(NH4) = 2,24 л.

Выход продукта:
Ф(вых) = V практ/ V теор, отсюда V практ = Ф(вых) *V теор = 0,952 * 2,24 = 2,132 л.
n (HNO3) = V/ Vm = 2,132 [л] / 22,4 [л/моль]= 0,095 моль
m = M*n = 0,095 моль * 63 г/моль = 5,985 г