Фосфорная кислота, получаемая обработкой фосфата кальция серной кислотой, часто содержит примеси последней. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в водном растворе, если известно, что соотношение числа атомов фосфора и серы равно 900:1, а число атомов кислорода в системе в 1,276 раза больше числа атомов водорода.
Ответ приведите в % с точностью до десятых.
Ответ приведите в % с точностью до десятых.
Answers & Comments
Verified answer
Ответ:
w(H2SO4)=0.1 %
Решение сделано по типу как доехать из питера до москвы через китай.
Объяснение:
Дано:
N(P)/N(S)=900/1;
N(O)/N(H)=1.276;
Состав смеси:
H3PO4, H2SO4,H2O;
N-число атомов можно найти по формуле;
N=n*Na ,где n-количество вещества, Na- число авогадро.
n=m/M;
W(S)=Mr(S)*1/Mr(H2SO4);
W(P)=Mr(P)*1/Mr(H3PO4);
m(S)=Mr(S)*1*m(H2SO4)/Mr(H2SO4);
m(P)=Mr(P)*1*m(H3PO4)/Mr(H3PO4);
N(S)=Na*Mr(S)*1*m(H2SO4)/Mr(H2SO4)*Mr(S);
N(P)=Na*Mr(P)*1*m(H3PO4)/Mr(H3PO4)*Mr(P);
N(P)/N(S)=900
900=Mr(H2SO4)*m(H3PO4)/m(H2SO4)*Mr(H3PO4)
Mr(H2SO4)=Mr(H3PO4)=98 г/моль;
m(H3PO4)=900*m(H2SO4);
Далее мы знаем, что число атомов кислорода в системе в 1,276 раза больше числа атомов водорода.
Расчитываем число атомов кислорода
W(O1)=Mr(O)*4/Mr(H3PO4);
N(O1)=w(O1)*m(H3PO4)*Na/Mr(O) (1)
W(O2)=Mr(O)*4/Mr(H2SO4);
N(O2)=w(O2)*m(H2SO4)*Na/Mr(O) (2)
W(O3)=Mr(O)*1/Mr(H2O);
N(O3)=w(O3)*m(H2O)*Na/Mr(O) (3)
N(O)-общее число атомов кислорода равно
N(O)=N(O1)+N(O2)+N(O3);
Расчитываем число атомов водорода
W(H1)=Mr(H)*3/Mr(H3PO4);
N(H1)=w(H1)*m(H3PO4)*Na/Mr(H) (1)
W(H2)=Mr(H)*2/Mr(H2SO4);
N(H2)=w(H2)*m(H2SO4)*Na/Mr(H) (2)
W(H3)=Mr(H)*2/Mr(H2O);
N(H3)=w(H3)*m(H2O)*Na/Mr(H) (3)
общее число атомов водорода равно
N(H)=N(H1)+N(H2)+N(H3)
N(O)/N(H)=1.276;
N(O)=Na*(w(O1)*m(H3PO4)+w(O2)*m(H2SO4)+w(O3)*m(H2O))/Mr(O)
N(H)=Na*(w(H1)*m(H3PO4)+w(H2)*m(H2SO4)+w(H3)*m(H2O))/Mr(H)
Mr(H)=1;
1,276*Mr(O)=(w(O1)*m(H3PO4)+w(O2)*m(H2SO4)+w(O3)*m(H2O))/(w(H1)*m(H3PO4)+w(H2)*m(H2SO4)+w(H3)*m(H2O))
произведем замену:
m(H3PO4)=900*m(H2SO4)
1,276*16=(w(O1)*900*m(H2SO4)+w(O2)*m(H2SO4)+w(O3)*m(H2O))/(w(H1)*900*m(H2SO4)+w(H2)*m(H2SO4)+w(H3)*m(H2O))
20,416*(w(H1)*900*m(H2SO4)+w(H2)*m(H2SO4)+w(H3)*m(H2O))=w(O1)*900*m(H2SO4)+w(O2)*m(H2SO4)+w(O3)*m(H2O)
20,416*w(H1)*900*m(H2SO4)+20,416*w(H2)*m(H2SO4)+20,416*w(H3)*m(H2O)=w(O1)*900*m(H2SO4)+w(O2)*m(H2SO4)+w(O3)*m(H2O)
20,416*w(H1)*900*m(H2SO4)+20,416*w(H2)*m(H2SO4)-w(O1)*900*m(H2SO4)-w(O2)*m(H2SO4)=w(O3)*m(H2O)-20,416*w(H3)*m(H2O)
m(H2SO4)*(20,416*w(H1)*900+20,416*w(H2)-w(O1)*900-w(O2))=m(H2O)*(w(O3)-20,416*w(H3))
-25,5099m(H2SO4)=-1.37956*m(H2O)
m(H2SO4)=18.49374m(H2O)
На 1 г серной кислоты приходится 900 г фосфорной кислоты и 18.49374 г воды
m(H2O)=18.491374 г;
m(H2SO4)=1г;
m(H3PO4)=900 г;
m(смеси)=m(H2O)+m(H2SO4)+m(H3PO4)=18.491374+1+900=919.491374;
w(H2SO4)=100*1/919.491374=0.1088 %=0.1 %.