Question

Кремний, полученный из оксида кремния (IV) массой 30 г по реакции восстановления оксидом углеродом, сплавили с магнием. К продукту реакции прилили соляную кислоту. Рассчитайте объем газа (н.у.), который выделился при этом.

Answer 1

SiO2+CO=CO2+Si
1 моль---------------1 моль
n(SiO2)=30:60=0.5 моль=n(Si)
M(SiO2)=60
Si+2Mg=Mg2Si
1 моль-------1 моль
0.5 моль----0.5 моль
Mg2Si+4HCl=SiH4+MgCl2
1 моль------------1 моль
0.5 моль---------0.5 моль
V(SiH4)=22.4*0.5=11.2 л

Answer 2

Дано:

• Масса оксида кремния (SiO2) = 30 г
• Оксид кремния восстановлен углеродом (C)
• Полученный кремний (Si) сплавлен с магнием (Mg)
• К продукту реакции прилили соляную кислоту (HCl)

Для решения задачи необходимо записать уравнения реакций, происходящих между веществами:

1. Восстановление оксида кремния углеродом: SiO2 + 2C → Si + 2CO

2. Сплавление кремния с магнием: Si + Mg → MgSi

3. Реакция продукта соляной кислоты с металлическим кремнием: MgSi + 2HCl → MgCl2 + SiH4

Объем выделившегося газа (н.у.) можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление газа (в нормальных условиях - 1 атм), V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа (в нормальных условиях - 273 К).

Чтобы найти количество вещества газа, необходимо воспользоваться уравнением неравновесной реакции:

MgSi + 2HCl → MgCl2 + SiH4

Согласно уравнению, 1 моль магниевого кремния (MgSi) дает 1 моль силана (SiH4). Молярная масса силана равна:

28 г/моль (масса 1 атома Si) + 4 г/моль (масса 4 атомов H) = 32 г/моль

Таким образом, количество вещества силана, выделившегося в реакции, равно количеству вещества магниевого кремния:

n(SiH4) = n(MgSi)

Чтобы найти количество магниевого кремния, необходимо воспользоваться массовыми долями его компонентов:

Массовая доля кремния в MgSi: 28 г/моль (масса 1 атома Si) / (28 г/моль (масса 1 атома Si) + 24 г/моль (масса 1 атома Mg)) ≈ 0,54

Массовая доля магния в MgSi: 24 г/моль (масса 1 атома Mg) / (28 г/моль (масса 1 атома Si) + 24 г/моль (масса