Решение задачи: расчет массы серной кислоты для обработки фосфорита

Задача №4 Дано: \(m_{\text{фосфорита}} = 125 \text{ т}\) \(\omega(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) = 92 \% = 0,92\) \(\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = 68 \% = 0,68\) Найти: \(m(\text{р-ра H}_2\text{SO}_4) - ?\) Решение: 1. Найдем массу чистого фосфата кальция в природном фосфорите: \[m(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) = m_{\text{фосфорита}} \cdot \omega(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2)\] \[m(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) = 125 \text{ т} \cdot 0,92 = 115 \text{ т}\] 2. Составим уравнение химической реакции: \[\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} = \text{Ca}(\text{H}_2\text{PO}_4)_2 \cdot \text{H}_2\text{O} + 2(\text{CaSO}_4 \cdot 0,5\text{H}_2\text{O})\] 3. Рассчитаем молярные массы веществ: \[M(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 310 \text{ г/моль}\] \[M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}\] 4. Определим массу чистой серной кислоты, необходимой для реакции. По уравнению реакции 1 моль \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) реагирует с 2 моль \(\text{H}_2\text{SO}_4\). Составим пропорцию: 115 т \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) — \(x\) т \(\text{H}_2\text{SO}_4\) 310 г/моль — \(2 \cdot 98\) г/моль \[x = \frac{115 \cdot 2 \cdot 98}{310} \approx 72,71 \text{ т (чистой H}_2\text{SO}_4)\] 5. Вычислим массу 68 % раствора серной кислоты: \[m(\text{р-ра H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{\omega(\text{H}_2\text{SO}_4)}\] \[m(\text{р-ра H}_2\text{SO}_4) = \frac{72,71 \text{ т}}{0,68} \approx 106,9 \text{ т}\] Ответ: \(m(68 \% \text{ H}_2\text{SO}_4) = 106,9 \text{ т}\).