6. Из природного фосфорита массой 310 кг получили фосфорную кислоту массой 195кг. Вычислите массовую долю Са3(РО4)2 в природном фосфорите.

Дано:

Масса фосфорита: $$m(фосфорита) = 310 \text{ кг}$$ Масса $$H_3PO_4$$: $$m(H_3PO_4) = 195 \text{ кг}$$ Найти: $$\omega(Ca_3(PO_4)_2) - ?$$

Решение:

1. Определим количество вещества $$H_3PO_4$$: $$M(H_3PO_4) = 3 \times 1 + 31 + 4 \times 16 = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль}$$ $$n(H_3PO_4) = \frac{m(H_3PO_4)}{M(H_3PO_4)} = \frac{195000 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 1989,8 \text{ моль}$$
2. Из уравнения реакции: $$Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4$$ Следует, что из 1 моль $$Ca_3(PO_4)_2$$ получается 2 моль $$H_3PO_4$$. Значит: $$n(Ca_3(PO_4)_2) = \frac{1}{2} \times n(H_3PO_4) = \frac{1}{2} \times 1989,8 \text{ моль} \approx 994,9 \text{ моль}$$
3. Определим массу $$Ca_3(PO_4)_2$$: $$M(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \times 40 + 2 \times (31 + 4 \times 16) = 120 + 2 \times 95 = 120 + 190 = 310 \text{ г/моль}$$ $$m(Ca_3(PO_4)_2) = n(Ca_3(PO_4)_2) \times M(Ca_3(PO_4)_2) = 994,9 \text{ моль} \times 310 \text{ г/моль} \approx 308419 \text{ г} = 308,419 \text{ кг}$$
4. Определим массовую долю $$Ca_3(PO_4)_2$$ в фосфорите: $$\omega(Ca_3(PO_4)_2) = \frac{m(Ca_3(PO_4)_2)}{m(фосфорита)} = \frac{308,419 \text{ кг}}{310 \text{ кг}} \approx 0,9949 = 99,49 \%$$

Ответ: массовая доля 99,49 %.