Какова масса образовавшегося силиката кальция в результате нагрева оксида кальция массой 0.64 кг до 1200°С

Skvoz_Podzemelya

58

Хорошо, давайте вместе решим эту задачу.

У нас есть оксид кальция массой 0,64 кг, который мы нагреваем до 1200°С, а также оксид кремния массой 4. Мы хотим найти массу образовавшегося силиката кальция и процентный выход реакции образования силиката кальция.

Первым шагом нам необходимо выяснить, какая реакция происходит между оксидом кальция и оксидом кремния. В данной задаче эта реакция имеет вид:

\[CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3\]

Теперь давайте посмотрим на соотношение реагентов в данной реакции. Из уравнения видно, что мольное отношение между CaO и SiO_2 равно 1:1, то есть для полного протекания реакции необходимо, чтобы по молекулам реагентов было одинаковое количество.

Для расчета количества вещества в массах используем мольную массу.

Масса молекулы CaO равна 56 г/моль, а масса молекулы SiO_2 составляет 60 г/моль.

Теперь рассчитаем количество вещества, которое у нас есть:

Масса оксида кальция: 0,64 кг = 640 г

\[n(CaO) = \frac{{масса(CaO)}}{{молярная\ масса(CaO)}} = \frac{{640 \ г}}{{56 \ г/моль}}\]

Количество вещества CaO равно:

\[n(CaO) = 11,43 \ моль\]

Поскольку мольное отношение между CaO и SiO_2 равно 1:1, количество вещества SiO_2 также равно:

\[n(SiO_2) = 11,43 \ моль\]

Поскольку нам дано, что масса оксида кремния равна 4 г, то мы можем рассчитать его количество вещества:

\[n(SiO_2) = \frac{{масса(SiO_2)}}{{молярная\ масса(SiO_2)}} = \frac{{4 \ г}}{{60 \ г/моль}}\]

Количество вещества SiO_2 равно:

\[n(SiO_2) = 0,067 \ моль\]

Теперь мы видим, что количество вещества SiO_2 меньше количества вещества CaO. Это означает, что SiO_2 станет ограничивающим реагентом, и в реакции образуется столько же CaSiO_3, сколько составляет количество вещества SiO_2.

Таким образом, количество вещества CaSiO_3 равно:

\[n(CaSiO_3) = n(SiO_2) = 0,067 \ моль\]

Теперь рассчитаем массу образовавшегося силиката кальция:

Молярная масса CaSiO_3 составляет 116 г/моль.

Масса образовавшегося силиката кальция равна:

\[масса(CaSiO_3) = n(CaSiO_3) \times молярная\ масса(CaSiO_3)\]

\[масса(CaSiO_3) = 0,067 \ моль \times 116 \ г/моль = 7,772 \ г\]

Теперь мы нашли массу образовавшегося силиката кальция, которая составляет 7,772 г.

Для расчета процентного выхода реакции образования силиката кальция, нам необходимо сравнить массу образованного продукта с массой исходного реагента.

Процентный выход реакции можно рассчитать по формуле:

\[\% \ выхода = \frac{{масса \ образованного \ продукта}}{{масса \ исходного \ реагента}} \times 100\% \]

\[\% \ выхода = \frac{{7,772 \ г}}{{640 \ г}} \times 100\% \]

\[\% \ выхода = 1,213\%\]

Таким образом, масса образовавшегося силиката кальция составляет 7,772 г, а процентный выход реакции образования силиката кальция равен 1,213\%.