1) Составить уравнения химических реакций, соответствующих изменению степени окисления азота. Назвать вещества. N⁻³ → N⁰ → N⁺² → N⁺⁴ → N⁺⁵ → N⁺⁴ 2) Фосфор в промышленности получают согласно уравнению: Ca₃(PO₄)₂ + C + SiO₂ → CaSiO₃ + CO + P Расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите массу фосфора, которую можно получить из минерала фосфорита массой 46,5 кг, содержащего 30% фосфата кальция.

Давай разберём вопрос по шагам, подробно и с расчётами.

Часть 1. Уравнения реакций изменения степени окисления азота

Степени окисления азота: N⁻³ → N⁰ → N⁺² → N⁺⁴ → N⁺⁵ → N⁺⁴

1. N⁻³ → N⁰

Азот в аммиаке NH₃ (N⁻³) окисляется до молекулярного азота N₂ (N⁰). Пример реакции:

• Азот: из −3 → 0

• Вещества: аммиак → азот + водород

2. N⁰ → N⁺²

Азот (N₂) может реагировать с оксидом меди(II) или кислородом с восстановлением азота до NO (N⁺²):

• Азот: из 0 → +2

• Вещества: азот + кислород → оксид азота (II)

3. N⁺² → N⁺⁴

Оксид азота (II) окисляется до диоксида азота:

• Азот: из +2 → +4

• Вещества: оксид азота (II) → диоксид азота

4. N⁺⁴ → N⁺⁵

Диоксид азота может реагировать с кислородом или в воде с образованием HNO₃ (азот +5):

• Азот: из +4 → +5

• Вещества: диоксид азота + вода → азотная кислота + NO

5. N⁺⁵ → N⁺⁴

Азот в HNO₃ можно восстановить, например, до NO₂:

• Азот: из +5 → +4

• Вещества: азотная кислота → диоксид азота + вода

Часть 2. Расчёт фосфора из фосфорита

Уравнение промышленного получения фосфора:

1. Расставляем коэффициенты методом электронного баланса

Азот здесь не участвует, поэтому смотрим на фосфор.

• Фосфор в Ca₃(PO₄)₂: +5

• Фосфор в P (молекулярный): 0

Каждый атом P теряет 5 электронов → нужно 2 P для сохранения баланса:

• Проверяем:

  • Фосфор: 2×2=4 → P₄ ✅

  • Кальций: 2×3=6 → 6 Ca в CaSiO₃ ✅

  • Кремний: 6 SiO₂ → 6 Si в CaSiO₃ ✅

  • Углерод: 6 C → 6 CO ✅

Коэффициенты верны.

2. Масса фосфора из фосфорита

Дано:

• Масса фосфорита $m_{\text{фосфорита}} = 46.5\ \text{кг}$

• Содержание Ca₃(PO₄)₂ = 30%

Масса Ca₃(PO₄)₂:

Молярная масса Ca₃(PO₄)₂:

• Ca: 40.08 ×3 = 120.24

• P: 30.97 ×2 = 61.94

• O: 16×8 = 128

• Итого: 310.18 г/моль

Моль Ca₃(PO₄)₂:

Из 2 моль Ca₃(PO₄)₂ получается 1 моль P₄.

Моль P₄:

Молярная масса P₄ = 30.97 ×4 ≈ 123.88 г/моль

Масса P₄:

✅ Ответ: из 46,5 кг фосфорита с 30% Ca₃(PO₄)₂ можно получить примерно 2,78 кг фосфора.

Если хочешь, я могу дополнительно нарисовать схему всех превращений азота с его степенями окисления, чтобы было визуально понятно.