Какова масса кремния, образовавшегося в результате обработки полученной смеси магния и оксида кремния (4) раствором

Zagadochnyy_Peyzazh

49

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать химическое уравнение реакции между магнием и оксидом кремния с соляной кислотой. Запишем это уравнение:

\[Mg + SiO2 + 4HCl \to MgCl2 + SiCl4 + 2H2O\]

Согласно уравнению, магний (Mg) реагирует с оксидом кремния (SiO2) и соляной кислотой (HCl), образуя хлорид магния (MgCl2), хлорид кремния (SiCl4) и воду (H2O).

Мы знаем массы магния и оксида кремния, которые составляют 28,8 г и 24 г соответственно. Чтобы узнать массу кремния, нам нужно вычислить массу оксида кремния из его массы.

Объем образовавшегося водорода составляет 14,1 литра. При нормальных условиях (0°C и 1 атмосфере давления) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. В данном случае мы имеем дело с водородом, поэтому можем использовать это соотношение для перевода объема в литрах в количество веществ в молях.

Сначала найдем количество вещества водорода, используя уравнение реакции. Молярное соотношение между водородом и хлоридом кремния равно 4:1 (согласно уравнению).

Таким образом, количество вещества водорода будет равно:

\[\text{количество вещества H2} = \frac{{\text{объем водорода}}}{{\text{объем 1 мольного газа}}} = \frac{{14,1}}{{22,4}} \text{ моль}\]

Затем найдем количество вещества оксида кремния, используя его массу и молярную массу. Молярная масса оксида кремния (SiO2) равна 60,08 г/моль.

\[\text{количество вещества SiO2} = \frac{{\text{масса SiO2}}}{{\text{молярная масса SiO2}}} = \frac{{24}}{{60,08}} \text{ моль}\]

Теперь мы можем использовать мольное соотношение между оксидом кремния и кремнием из уравнения реакции, чтобы найти количество вещества кремния.

Мольное соотношение между оксидом кремния и кремнием равно 1:1 (согласно уравнению).

Таким образом, количество вещества кремния будет равно количеству вещества оксида кремния:

\[\text{количество вещества Si} = \text{количество вещества SiO2}\]

В конечном итоге, чтобы найти массу кремния, мы должны умножить количество вещества кремния на его молярную массу. Молярная масса кремния (Si) равна 28,09 г/моль.

\[\text{масса кремния} = \text{количество вещества Si} \times \text{молярная масса Si}\]

Теперь давайте выполним необходимые вычисления:

\[\text{количество вещества H2} = \frac{{14,1}}{{22,4}} = 0,63 \text{ моль}\]

\[\text{количество вещества SiO2} = \frac{{24}}{{60,08}} = 0,399 \text{ моль}\]

\[\text{количество вещества Si} = 0,399 \text{ моль}\]

\[\text{масса кремния} = 0,399 \times 28,09 = 11,22 \text{ г}\]

Таким образом, масса кремния, образовавшегося в результате обработки смеси магния и оксида кремния соляной кислотой, составляет 11,22 грамма.