Question

на сгорание смеси углерода и кремния  массой 4,0 г потребовался кислород химическим количеством 0,3 моль. определите массовую долю кремния в смеси

Answer 1

Для решения этой задачи мы можем использовать химические уравнения и мольные соотношения.

1. Сначала составим химическое уравнение сгорания смеси углерода и кремния. Поскольку мы не знаем точный состав смеси, давайте обозначим его общей формулой: \(C_xSi_y\). Тогда химическое уравнение будет выглядеть следующим образом:

\[ C_xSi_y + O_2 \rightarrow CO_2 + SiO_2 \]

2. Запишем уравнение баланса:

\[ xC + ySi + 2O_2 \rightarrow xCO_2 + ySiO_2 \]

3. С учетом того, что потребовалось 0,3 моль кислорода, мы можем сказать, что \(x = 0,3\) (так как каждая молекула \(CO_2\) содержит один атом углерода) и \(y = 0,3\) (так как каждая молекула \(SiO_2\) содержит один атом кремния).

4. Теперь найдем массы атомов углерода и кремния в молекуле \(C_xSi_y\). Масса атома углерода примерно равна 12 г/моль, а масса атома кремния примерно равна 28 г/моль.

Масса углерода (\(m_C\)) в молекуле \(C_xSi_y\):

\[ m_C = x \times \text{масса атома углерода} \]

\[ m_C = 0,3 \times 12 \, \text{г/моль} \]

Масса кремния (\(m_Si\)) в молекуле \(C_xSi_y\):

\[ m_{Si} = y \times \text{масса атома кремния} \]

\[ m_{Si} = 0,3 \times 28 \, \text{г/моль} \]

5. Теперь найдем массовую долю кремния в смеси. Общая масса смеси равна 4,0 г (масса углерода + масса кремния):

\[ m_{\text{смеси}} = m_C + m_{Si} \]

\[ m_{\text{смеси}} = 0,3 \times 12 + 0,3 \times 28 \, \text{г} \]

\[ m_{\text{смеси}} = 3,6 + 8,4 \, \text{г} \]

\[ m_{\text{смеси}} = 12,0 \, \text{г} \]

Массовая доля кремния (\( \text{массовая доля Si} \)) в смеси:

\[ \text{массовая доля Si} = \frac{m_{Si}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\% \]

\[ \text{массовая доля Si} = \frac{8,4}{12,0} \times 100\% \]

\[ \text{массовая доля Si} = 70\% \]

Таким образом, массовая доля кремния в смеси составляет 70%.