Question

При сплавлении 50 кг SiO2 с гидроксидом калия образовалось 77 кг силиката калия. Вычислите массу щелочи.

Answer 1

Ответ: 56 кг

Краткая запись условия задачи:

Дано:

m(SiO2) = 50 кг

m(K2SiO3) = 77 кг

Найти:

m(NaOH)-?

Объяснение:

M(SiO2) = 60 кг/кмоль

n(SiO2) = m/M = 50 кг/60 кг/кмоль = 0,833 кмоль

M(K2SiO3) = 154 кг/кмоль

n(K2SiO3) = m/M = 77 кг/154 кг/кмоль = 0,5 кмоль

M(KOH) = 56 кг/кмоль

Составляем УХР:

2KOH + SiO2 = K2SiO3 + H2O

Из УХР видно, что:

1) n(SiO2)=n(K2SIO3), исходя из условия реагента больше прдукта реакции за счет неполного выхода;

2) n(KOH) = 2n(Na2SiO3)

n(KOH) = 2*0,5 кмоль = 1 кмоль

m(KOH) = n*M = 1 кмоль*56 кг/кмоль = 56 кг

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения массы, согласно которому масса реакционных веществ до реакции должна быть равна массе продуктов реакции.

Предположим, что реакция между SiO2 и гидроксидом калия приводит к образованию K2SiO3, то есть силиката калия. Уравнение реакции будет иметь следующий вид:

SiO2 + 2KOH → K2SiO3 + H2O

Согласно условию задачи, масса SiO2 составляет 50 кг, а масса образованного силиката калия - 77 кг.

Это означает, что в процессе реакции вещества "SiO2" и "KOH" реагируют в соотношении 1:2, а вещества "K2SiO3" и "H2O" образуются в соотношении 1:1.

Исходя из этого, мы можем сказать, что мольная масса K2SiO3 равна сумме мольных масс K2O (потому что K2O - это часть K2SiO3) и SiO2.

Мольная масса K2O = 2 * мольная масса K = 2 * 39.1 г/моль = 78.2 г/моль Мольная масса SiO2 = 28.1 (масса Si) + 2 * 16 (масса O) = 60.1 г/моль

Итак, мольная масса K2SiO3 = 78.2 + 60.1 = 138.3 г/моль.

Теперь мы можем перейти к расчету количества веществ в молях:

Количество молей SiO2 = масса / мольная масса = 50 кг / 60.1 г/моль ≈ 0.832 моль.

Из уравнения реакции видно, что 1 моль SiO2 соответствует 1 моль K2SiO3. Таким образом, количество молей K2SiO3 равно количеству молей SiO2, то есть 0.832 моль.

Так как в K2SiO3 содержится два атома калия (K2), то количество молей K в K2SiO3 равно 2 * 0.832 моль = 1.664 моль.

И, наконец, мольная масса KOH = 39.1 (масса K) + 15.999 (масса O) + 1.008 (масса H) = 56.108 г/моль.

Количество молей KOH, необходимых для реакции, равно удвоенному количеству молей K, так как в уравнении реакции K2OH распадается на две единицы KOH:

Количество молей KOH = 2 * 1.664 моль = 3.328 моль.

Теперь мы можем найти массу KOH:

Масса KOH = количество молей * мольная масса = 3.328 моль * 56.108 г/моль ≈ 186.4 г.

Итак, масса щелочи (KOH) составляет около 186.4 г.