Масса фосфорной кислоты из технического фосфора
Один из способов получения фосфорной кислоты – окисление фосфора концентрированной азотной кислотой. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение данной реакции, протекающей по схеме P + HNO3 + H2O ⟶ H3PO4 + NO↑. Какая масса фосфорной кислоты образуется при окислении 17,2 г технического красного фосфора, содержащего 10% примесей?
Дано
`m_text{тех.}(P) = 17.2 text{ г}`
`ω(примесей) = 10%`
Найти
`m(H_3PO_4) = text{ ?}`
Решение
Составим уравнение реакции:
`3P + 5HNO_3 + 2H_2O = 3H_3PO_4 + 5NO text{↑}`
Найдём массовую долю чистого фосфора:
`ω(P) = 100% - ω(примесей) = 100% - 10% = 90%`
Вычислим массу чистого фосфора:
`m(P) = (ω(P)*m_text{тех.}(P))/100 = (90*17.2)/100 = 15.5 text{ г}`
Найдём количество вещества фосфора:
`n(P) = (m(P))/(M(P)) = 15.5/31 = 0.5 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества фосфорной кислоты равно количеству вещества фосфора:
`n(H_3PO_4) = n(P) = 0.5 text{ моль}`
Найдём массу фосфорной кислоты:
`m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4)*M(H_3PO_4) = 0.5*98 = 49 text{ г}`
Ответ
`m(H_3PO_4) = 49 text{ г}`
Дополнительно
| `3P + 5HNO_3 + 2H_2O = 3H_3PO_4 + 5NO text{↑}` | ||||
| `Cu^(0) - 2ē → Cu^(+2)` | `2` | `4` | `2` | восстановитель (окисление) |
| `O_2^(0) + 4ē → 2O^(-2)` | `4` | `1` | окислитель (восстановление) | |