Question

Решите задачу. Вычислите обьем силана (SiH4) который выделиться при взаимодействии 200 г раствора серной кислоты с массовой долей растворенного вещества 25% с техническим силицидом магния (Mg2Si) массой 12 г с массовой долей примесей 8 %.

Answer 1

Mg2Si + 2H2SO4 → SiH4 + 2MgSO4

               200 г

Масса кислота - 200*0,25 = 50 г

Масса силицида магния - 12 * 0,92 = 11,04 грамм

Количество вещества H2SO4 - 50/98 = 0,51 моль

Количество вещества Mg2Si - 11.04/84 = 0,15 моль

Считаем по минимуму коэффициентов:

Объем SiH4 - 0,15 * 22,4 = 4,8 литров

Answer 2

Давайте разделим задачу на несколько этапов.

Шаг 1: Найдем массу силицида магния (Mg2Si) в растворе:

Массовая доля примесей в Mg2Si: 8% Масса Mg2Si: 12 г

Масса примесей = 8% * 12 г = 0.08 * 12 г = 0.96 г

Масса чистого Mg2Si = 12 г - 0.96 г = 11.04 г

Шаг 2: Рассчитаем количество молей Mg2Si:

Молярная масса Mg2Si = (2 * молярная масса Mg) + молярная масса Si Молярная масса Mg = 24.31 г/моль (примерно) Молярная масса Si = 28.09 г/моль (примерно)

Молярная масса Mg2Si = (2 * 24.31 г/моль) + 28.09 г/моль = 76.71 г/моль

Количество молей Mg2Si = Масса Mg2Si / Молярная масса Mg2Si Количество молей Mg2Si = 11.04 г / 76.71 г/моль ≈ 0.144 моль

Шаг 3: Рассчитаем количество молей серной кислоты (H2SO4):

Масса серной кислоты = 200 г Массовая доля растворенного вещества (H2SO4) = 25%

Масса H2SO4 = 0.25 * 200 г = 50 г

Молярная масса H2SO4 = (2 * молярная масса H) + молярная масса S + (4 * молярная масса O) Молярная масса H = 1.01 г/моль (примерно) Молярная масса S = 32.07 г/моль (примерно) Молярная масса O = 16.00 г/моль (примерно)

Молярная масса H2SO4 = (2 * 1.01 г/моль) + 32.07 г/моль + (4 * 16.00 г/моль) = 98.09 г/моль

Количество молей H2SO4 = Масса H2SO4 / Молярная масса H2SO4 Количество молей H2SO4 = 50 г / 98.09 г/моль ≈ 0.510 моль

Шаг 4: Определим стехиометрическое соотношение между Mg2Si и H2SO4:

Исходя из балансированного уравнения реакции, одна моль Mg2Si реагирует с четырьмя молями H2SO4: Mg2Si + 4H2SO4 -> SiH4 + 2MgSO4 + 2H2O

Шаг 5: Рассчитаем количество молей силана (SiH4), которое образуется:

Количество молей SiH4 = (Количество молей H2SO4) / 4 Количество молей SiH4 = 0.510 моль / 4 ≈ 0.128 моль

Шаг 6: Пересчитаем массу силана:

Молярная масса SiH4 = 32.07 г/моль (примерно)

Масса SiH4 = (Количество молей SiH4) * Молярная масса SiH4 Масса SiH4 = 0.128 моль * 32.07 г/моль ≈ 4.11 г

Итак, при взаимодействии 200 г раствора серной кислоты с массовой долей растворенного вещества 25% с техническим силицидом магния (Mg2Si) массой 12 г и массовой долей примесей 8%, образуется примерно 4.11 г силана (SiH4).