Какая масса 95% раствора серной кислоты потребуется для получения ортофосфорной кислоты из ортофосфата кальция массой 3,1 кг?

Найдем количество вещества ортофосфата кальция.

n = m : M.

М (Са₃ (PO₄) ₂ ) = 40 * 3 + 2 (31 + 16 * 4) = 120 + 2 * 95 = 310 г/моль.

n = 3,1 кг: 310 кг/кмоль = 0,01 кмоль.

Составим уравнение реакции:

Са₃ (PO₄) ₂ + 3H₂SO₄ = 3CaSO₄ + 2 Н₃РО₄.

По уравнению реакции на 1 кмоль ортофосфата кальция приходится 3 кмоль серной кислоты, то есть вещества находятся в количественных соотношениях 1: 3, значит их количество вещества серной кислоты будет в 3 раза больше, чем количество вещества ортофосфата кальция.

n (H₂SO₄) = 3n (Са₃ (PO₄) ₂) = 0,01 * 3 = 0,03 кмоль.

Найдем массу серной кислоты.

m = n * M.

М (H₂SO₄) = 98 кг/кмоль.

m = 98 кг/моль * 0,03 кмоль = 2,94 кг.

Найдем массу раствора серной кислоты.

W = m (вещества) : m (раствора) * 100%,

отсюда (m (раствора) = m (вещества) : w) * 100%.

m (раствора) = (2,94 к г: 95%) * 100% = 3,095 кг.

Ответ: 3,095 кг.