При взаимодействии избытка раствора гидроксида натрия с 16 г кремния было получено 22,4 л водорода

Ответы на вопрос

Отвечает Осадченко Таня.

Для решения задачи разберемся поэтапно.

1. Вычислим количество водорода (H₂), которое образуется в реакции:

Уравнение реакции гидроксида натрия с кремнием:

3NaOH + Si \rightarrow Na_3SiO_3 + \frac{3}{2} H_2

Из условия задачи известно, что 22,4 литра водорода (н. у.) образуется в реакции. Это объем водорода при нормальных условиях, где 1 моль газа при н. у. занимает 22,4 литра.

Следовательно, количество вещества водорода, которое образуется:

n_{H_2} = \frac{V_{H_2}}{22,4} = \frac{22,4}{22,4} = 1 \text{ моль}

Теперь используем стехиометрию реакции для вычисления количества вещества кремния, которое реагировало с щелочью. Из уравнения видно, что 3 моль NaOH реагируют с 1 моль кремния, и в ходе реакции образуется 1,5 моль водорода (H₂).

Для 1 моль водорода требуется 1/3 моль кремния. Следовательно:

n_{Si} = \frac{1}{3} \text{ моль}

Молекулярная масса кремния $Si$ составляет 28,0 г/моль. Таким образом, масса кремния, вступившего в реакцию:

m_{Si} = n_{Si} \cdot M_{Si} = \frac{1}{3} \cdot 28 = 9,33 \text{ г}

2. Массовая доля кремния в образце:

Масса образца кремния изначально составляла 16 г. Мы знаем, что в реакции участвовало 9,33 г кремния, следовательно, массовая доля кремния в образце будет равна:

\text{Массовая доля кремния} = \frac{9,33}{16} \cdot 100\% = 58,3\%

3. Масса оксида кремния (IV), который образуется:

Из уравнения реакции видно, что 1 моль кремния образует 1 моль Na₃SiO₃. Масса оксида кремния (IV) (Na₃SiO₃) будет вычисляться по молекулярной массе Na₃SiO₃.

Молекулярная масса Na₃SiO₃:

M_{Na_3SiO_3} = 3 \cdot 23 + 28 + 3 \cdot 16 = 69 + 28 + 48 = 145 \text{ г/моль}

Так как в реакции участвовало 1/3 моль кремния, то масса оксида кремния (IV):

m_{Na_3SiO_3} = n_{Si} \cdot M_{Na_3SiO_3} = \frac{1}{3} \cdot 145 = 48,33 \text{ г}

4. Масса 60%-го раствора гидроксида натрия, необходимого для реакции:

Сначала вычислим, сколько моль NaOH требуется для реакции. Из уравнения реакции видно, что для 1 моль кремния требуется 3 моль NaOH.

Молекулярная масса NaOH составляет 40 г/моль. Для 1/3 моль кремния требуется:

m_{NaOH} = 3 \cdot n_{Si} \cdot M_{NaOH} = 3 \cdot \frac{1}{3} \cdot 40 = 40 \text{ г NaOH}

Так как раствор 60%-й, это означает, что в 100 г раствора содержится 60 г NaOH. Чтобы получить 40 г NaOH, нужно:

m_{\text{раствора}} = \frac{40}{0,6} = 66,67 \text{ г}

Ответ:

Массовая доля кремния в образце: 58,3%.
Масса оксида кремния (IV): 48,33 г.
Масса 60%-го раствора гидроксида натрия: 66,67 г.

Ответы на вопрос

1. Вычислим количество водорода (H₂), которое образуется в реакции:

2. Массовая доля кремния в образце:

3. Масса оксида кремния (IV), который образуется:

4. Масса 60%-го раствора гидроксида натрия, необходимого для реакции:

Ответ:

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Химия

Последние заданные вопросы в категории Химия