Какое количество кремния можно получить при реакции 60 г кремнезема и 20 г кокса, содержащего 90% углерода

Vulkan

15

Для решения данной задачи воспользуемся концепцией мольной массы и химическими уравнениями реакции.

Шаг 1: Найдем количество кремнизема и кокса в молях. Для этого разделим их массы на их молярные массы.

Молярная масса кремнизема (SiO2) равна 60 г/моль.
Молярная масса кокса (C) равна 12 г/моль.

Масса кремнизема в молях:
\[
n_{\text{кремнизема}} = \frac{{60 \, \text{г}}}{{60 \, \text{г/моль}}} = 1 \, \text{моль}
\]

Масса кокса в молях:
\[
n_{\text{кокса}} = \frac{{20 \, \text{г}}}{{12 \, \text{г/моль}}} = \frac{{5}{3} \, \text{моль}}
\]

Шаг 2: Составим уравнение реакции, чтобы найти коэффициент пропорциональности между кремниземом и коксом. Реакция между кремниземом (SiO2) и коксом (C) приводит к образованию кремния (Si) и выбросу угарного газа (CO2).

Уравнение реакции:
\[
\text{SiO2} + 2\text{C} \rightarrow \text{Si} + 2\text{CO}
\]

Из уравнения видно, что на 1 моль кремнизема приходится 2 моля кокса, то есть коэффициент пропорциональности между ними равен \(\frac{{1}{2}\).

Шаг 3: Найдем количество кремния в молях, которое можно получить из имеющегося количества кокса.

Количество кремния в молях:
\[
n_{\text{кремния}} = \frac{{1}{2} \times \frac{{5}{3}}}{{0.9}} = \frac{{5}{6} \, \text{моль}}
\]

Шаг 4: Найдем массу полученного кремния, используя найденное количество кремния в молях и его молярную массу.

Молярная масса кремния (Si) равна 28 г/моль.

Масса кремния:
\[
m_{\text{кремния}} = \frac{{5}{6} \, \text{моль}} \times 28 \, \text{г/моль} = \frac{{140}{6}} \, \text{г} \approx 23.33 \, \text{г}
\]

Таким образом, максимальное количество кремния, которое можно получить при данной реакции, составляет около 23.33 г.