Question

При взаимодействии избытка раствора гидроксида натрия с 16 г кремния было получено 22,4 л водорода(н. у.).Вычислите массовую долю кремния во взятом образце.Сколько граммов оксида кремния(IV) содержалось в нем?Сколько граммов 60%-го раствора щелочи потребовалось для реакции*

Answer 1

2NaOH  + Si + H2O = Na2SiO3 + 2H2
из уравнения
2n(Si) = n(H2)
n(Si) = (22,4/22,4)/2 = 0,5моль
m(Si) = 0,5*28=14г.
w(Si) = 14/16=0,875 ~ 87,5%

m(SiO2) = 16-14=2г.
2n(Si) = n(NaOH)
n(NaOH) = 0,5*2=1моль.
m(NaOH) = 1*40=40г.
m р-ра (NaOH) = 40/0,6=66,7г.

Ответ. w(Si) = 87,5%; m(SiO2) = 2г; m р-ра (NaOH) = 66,7г

Answer 2

Для решения данной задачи, необходимо сначала составить уравнение реакции между гидроксидом натрия и кремнием:

2NaOH + Si -> Na2SiO3 + H2↑

Из уравнения видно, что на 2 моль гидроксида натрия требуется 1 моль кремния. Также, из условия задачи, известно, что при взаимодействии 16 г кремния было получено 22,4 л водорода (н.у.).

Рассчитаем количество вещества кремния:

m(Si) = m / M(Si) m(Si) = 16 г / 28 г/моль = 0,57 моль

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль кремния образуется 1 моль водорода. Поэтому количество вещества водорода равно:

n(H2) = n(Si) = 0,57 моль

Так как объем водорода измерен при нормальных условиях (н.у.), то можно воспользоваться уравнением состояния и рассчитать его объем при стандартных условиях (с.у.):

V(H2) = V(nu) * (P(su) / P(nu)) = 22,4 л * (760 мм рт. ст. / 760 мм рт. ст.) = 22,4 л

Теперь можно рассчитать массу водорода:

m(H2) = n(H2) * M(H2) = 0,57 моль * 2 г/моль = 1,14 г

Массовая доля кремния в образце вычисляется по формуле:

% масс. Si = (m(Si) / m(образца)) * 100%

Подставим известные значения:

% масс. Si = (0,57 моль * 28 г/моль) / 16 г * 100% = 100%

Таким образом, массовая доля кремния во взятом образце равна 100%.

Для рассчета массы оксида кремния (IV) в образце, необходимо знать соотношение между мольными долями кремния и оксида кремния (IV). Из уравнения реакции видно, что на 1 моль кремния приходится 1 моль оксида кремния (IV). Поэтому количество вещества оксида кремния (IV) равно:

n(SiO2) = n(Si) = 0,57 моль

Масса оксида кремния (IV) вычисляется по формуле:

m(SiO2) = n(SiO2) * M(SiO2)

Подставим известные значения:

m(SiO2) = 0,57 моль * 60 г/моль = 34,2 г

Таким образом, в образце содержалось 34,2 г оксида кремния (IV).

Чтобы рассчитать количество граммов 60%-го раствора щелочи, необходимо знать соотношение между мольными долями гидроксида натрия и щелочи. Из уравнения реакции видно, что на 2 моль гидроксида натрия приходится 1 моль щелочи. Поэтому количество вещества щелочи равно:

n(щелочь) = n(NaOH) / 2

Так как раствор щелочи имеет концентрацию 60%, то можно рассчитать количество вещества гидроксида натрия:

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) m(NaOH) = 60% * 100 г = 60 г n(NaOH) = 60 г / 40 г/моль = 1,5 моль

Теперь рассчитаем количество вещества щелочи:

n(щелочь) = 1,5 моль / 2 = 0,75 моль

Масса 60%-го раствора щелочи вычисляется по формуле:

m(щелочь) = n(щелочь) * M(щелочь)

Подставим известные значения:

m(щелочь) = 0,75 моль * 40 г/моль = 30 г

Таким образом, для реакции было потребовано 30 г 60%-го раствора щелочи.