Какова масса кремния, полученного при обработке прокаленной смеси магния массой 28,8 г и оксида кремния (IV) массой

Какова масса кремния, полученного при обработке прокаленной смеси магния массой 28,8 г и оксида кремния (IV) массой 24 г избытком соляной кислоты, если в результате выделился водород объемом 14,1 л (н.у)?
Тема: Расчет массы кремния при реакции с магнием и оксидом кремния

Инструкция: Данная задача связана с реакцией между магнием (Mg), оксидом кремния (SiO2) и соляной кислотой (HCl). Реакция происходит по следующему уравнению:

SiO2 + 4HCl → SiCl4 + 2H2O

Из уравнения видно, что 1 моль SiO2 реагирует с 4 молями HCl, образуя 1 моль SiCl4 и 2 моля воды.

Для решения задачи, нужно сначала найти количество вещества H2, выделившегося в результате реакции. Далее, зная количество H2, можно найти количество магния (Mg) и оксида кремния (SiO2) избыточных веществ. После этого, используя молярную массу кремния (28.08 г/моль), можно вычислить его массу.

Шаги решения:

1. Найдем количество вещества водорода (H2) при н.у., используя уравнение Клапейрона-Менделеева: PV = nRT. Заменим P (давление) на 1 атм, V (объем) на 14,1 л, n (количество вещества) на неизвестное и R (универсальная газовая постоянная) на 0,0821 л*атм/(моль*К). Далее, температуру (T) можно заменить на 273 К (н.у.).

n = PV/RT
n = (1 * 14,1) / (0,0821 * 273)
n ≈ 0,600 моль

2. В соответствии с коэффициентами уравнения реакции видно, что 1 моль H2 образуется из 1 моля SiO2. Значит, количество моль SiO2, реагирующего с HCl, также равно 0,600.

3. Рассчитаем массу SiO2, используя его молярную массу (60,08 г/моль):
масса = количество молей * молярная масса
масса = 0,600 моль * 60,08 г/моль
масса ≈ 36,05 г

4. Теперь найдем количество магния (Mg), используя коэффициенты уравнения реакции. Видно, что 1 моль H2 образуется из 1 моля Mg. Значит, количество моль Mg также равно 0,600.

5. Рассчитаем массу Mg, используя его молярную массу (24,31 г/моль):
масса = количество молей * молярная масса
масса = 0,600 моль * 24,31 г/моль
масса ≈ 14,59 г

6. Наконец, рассчитаем массу кремния (Si), используя его молярную массу (28,08 г/моль):
масса = общая масса — масса Mg — масса SiO2
масса = 28,8 г — 14,59 г — 36,05 г
масса ≈ -22,84 г

Совет: При решении данной задачи важно следить за коэффициентами уравнения реакции и использовать молярные массы соответствующих веществ правильно.

Упражнение: Найдите массу SiCl4, образовавшегося в реакции, если избыточными веществами являются Mg и HCl. Молярная масса SiCl4 равна 169,9 г/моль.

Твой друг не знает ответ? Расскажи!