Question

К раствору натрия силиката массой 475 г с массовой долей соли 18% добавили раствор азотной кислоты массой 394г с массовой долей кислоты 24%. Полученный осадок прокалили и добыли 36г остатка. Какое вещество образовалось и какая массовая доля ее выхода из теоретически возможного?

Answer 1

.................................

Answer 2

Для решения этой задачи сначала определим, какие химические реакции происходят между раствором натрия силиката (Na2SiO3) и раствором азотной кислоты (HNO3).

Шаг 1: Напишем уравнения реакций между Na2SiO3 и HNO3:

Na2SiO3 + 2HNO3 → SiO2 + 2NaNO3 + H2O

Сульфат натрия + Азотная кислота → Двуокись кремния + Нитрат натрия + Вода

Шаг 2: Найдем количество вещества (моль) каждого реагента:

Масса = массовая доля * масса раствора / молярная масса Молярная масса Na2SiO3 = 2 * 22.99 (Na) + 28.09 (Si) + 16.00 * 3 (O) ≈ 122.22 г/моль Молярная масса HNO3 = 1.01 (H) + 14.01 (N) + 16.00 * 3 (O) ≈ 63.01 г/моль

Количество Na2SiO3 = 18% * 475 г / 122.22 г/моль ≈ 0.698 моль Количество HNO3 = 24% * 394 г / 63.01 г/моль ≈ 1.501 моль

Шаг 3: Определим, какой реагент ограничивает реакцию:

Из уравнения реакции видно, что 1 моль Na2SiO3 реагирует с 2 молями HNO3, таким образом, для полного превращения Na2SiO3 потребуется 2 * 0.698 ≈ 1.396 моль HNO3. Однако у нас есть только 1.501 моль HNO3, что более чем достаточно для полного реагирования Na2SiO3. Поэтому HNO3 ограничивает реакцию, а Na2SiO3 будет полностью использован.

Шаг 4: Найдем массу образовавшегося осадка (SiO2):

Количество образовавшегося SiO2 равно количеству изначального Na2SiO3, так как она полностью превращается в осадок.

Масса SiO2 = количество SiO2 * молярная масса SiO2 Масса SiO2 = 0.698 моль * 60.08 г/моль ≈ 41.91 г

Шаг 5: Найдем массовую долю выхода SiO2 относительно теоретически возможного:

Массовая доля = масса реального выхода / масса теоретически возможного выхода * 100% Массовая доля = 36 г / 41.91 г * 100% ≈ 85.98%

Итак, образовавшимся веществом является двуокись кремния (SiO2), а массовая доля его выхода из теоретически возможного составляет около 85.98%.