Каковы массовые доли натрий-карбоната и кремний(4)-оксида в исходной смеси массой 101 г, полученной при сплавлении
Каковы массовые доли натрий-карбоната и кремний(4)-оксида в исходной смеси массой 101 г, полученной при сплавлении с избытком кремний(4)-оксида, если образовалось 11,2 л (н.у) газа?
Магнитный_Зомби_5470 1
Данная задача можно решить через стехиометрический подход, используя уравнение реакции сплавления кремния(IV) оксида (\(SiO_2\)) с натрием (\(Na\)):\[SiO_2 + 2Na \rightarrow Na_2SiO_3 + CO_2 \uparrow\]
Молярное соотношение между \(SiO_2\) и \(Na_2SiO_3\) в данной реакции равно 1:1.
Чтобы решить задачу, нужно определить количество натрий-карбоната (\(Na_2SiO_3\)) и количество кремния(IV) оксида (\(SiO_2\)) в исходной смеси.
1. Определим количество газа, образовавшегося при реакции (\(CO_2\)). По условию, образовалось 11,2 литра (\(V_{\text{CO}_2}\)) газа. Это можно перевести в моль, используя уравнение состояния идеального газа. При н.у. (нормальных условиях, температура 0 °C и давление 1 атм), один моль газа занимает объем 22,4 литра.
\[n_{\text{CO}_2} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{V_{\text{molar}}} = \frac{11,2}{22,4} = 0,5 \, \text{моль}\]
2. Так как молярное соотношение между \(SiO_2\) и \(Na_2SiO_3\) равно 1:1, то количество молов \(Na_2SiO_3\) равно количеству молов \(CO_2\), то есть \(n_{Na_2SiO_3} = 0,5 \, \text{моль}\).
3. Зная количество моль \(Na_2SiO_3\), можно посчитать массу \(Na_2SiO_3\) в исходной смеси, используя молярную массу \(Na_2SiO_3\), которая равна \(122 \, \text{г/моль}\).
\[m_{Na_2SiO_3} = n_{Na_2SiO_3} \cdot M_{Na_2SiO_3} = 0,5 \cdot 122 = 61 \, \text{г}\]
4. Для определения массы \(SiO_2\) в исходной смеси вычтем массу \(Na_2SiO_3\) из общей массы исходной смеси:
\[m_{SiO_2} = m_{\text{исходной смеси}} - m_{Na_2SiO_3} = 101 - 61 = 40 \, \text{г}\]
Таким образом, массовая доля \(Na_2SiO_3\) в исходной смеси составляет 61%, а массовая доля \(SiO_2\) составляет 40%.