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無機化学の問題の解き方を教えてください!><

リン鉱石の硫酸分解によるリン酸製造において、使用したリン鉱石のP2O5含量が10mass%ならばこのリン鉱石10gを分解し、P2O5成分をすべてリン酸にするためには濃硫酸(比重1.84,濃度95%)は何cm3が必要か。またこの濃硫酸を10%に希釈するためには何cm3が必要か。必要ならば次の原子量を使用すること。(H=1.0,O=16.0,P=31.0,S=32.1,Ca=40.1) Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 3nH2O → 3CaSO4・nH2O + 2H3PO4 よろしくお願いします!

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  • KURUMITO
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回答No.1

リン鉱石10g中に含まれるP2O5の量は 10 * 0.1 = 1 g ところでP2O5の式量は 31.0 * 2 + 16.0 * 5 = 142 g/mol したがってリン鉱石10gに含まれるP2O5のmol数は 1 / 142 mol ところでリン酸の生成は硫酸とリン酸カルシウムの式で与えられていますのでP2O5の量をCa3(PO4)2に換算する必要が有ります。 Ca3(PO4)2 の1mol 中にはP2 が1mol含まれますのでCa3(PO4)2のmol数は 1 /142 mol ところでリン酸の生成反応で必要とする硫酸の量はCa3(PO4)2のmol数の3倍となっていますので 1 / 142 * 3 mol 使用する濃硫酸のmol濃度は溶液1L中に含まれる硫酸のmol数で表されます。 1000mlの質量は 1.84 *1000 g 含まれる硫酸の量は 1.84 * 1000 * 0.95 = 1748 g 硫酸の分子量は 1.0 * 2 + 32.1 + 16.0 * 4 = 98.1 g/mol  ですから濃硫酸溶液の濃度は 1748 / 98.1 = 17.8 mol/L したがって反応に必要な硫酸の量は 1 / 142 * 3 / 17.8 *1000 = 1.19 ml 硫酸溶液を10%に希釈するにはとありますがその場合には硫酸溶液を10倍に希釈すれば良いでしょう。 10%に希釈した硫酸溶液の場合には11.9 mlの硫酸溶液を必要とすることになりますね。

gxoxnxtxa
質問者

お礼

おお!丁寧な解説でわかりやすくほんとうにありがたいです!恐縮です<(_ _)>

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