Вопрос школьника
Сколько потребуется оксида кремния (IV), содержащего 0,2 массовые доли примесей, чтобы получить 6,1 кг силиката натрия?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химический баланс реакции между оксидом кремния (IV) и силикатом натрия:
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
Из уравнения видно, что для образования 1 моль силиката натрия (Na2SiO3) необходимо 1 моль оксида кремния (IV) (SiO2) и 1 моль карбоната натрия (Na2CO3).
Для расчета количества оксида кремния (IV) необходимо знать количество силиката натрия, которое требуется получить. Дано, что необходимо получить 6,1 кг силиката натрия.
Сначала необходимо вычислить количество молей силиката натрия:
m(Na2SiO3) = M(Na2SiO3) * n(Na2SiO3)
где m(Na2SiO3) — масса силиката натрия, M(Na2SiO3) — молярная масса силиката натрия, n(Na2SiO3) — количество молей силиката натрия.
M(Na2SiO3) = 2 * M(Na) + M(Si) + 3 * M(O) = 2 * 23 + 28 + 3 * 16 = 122 г/моль
n(Na2SiO3) = m(Na2SiO3) / M(Na2SiO3) = 6100 / 122 = 50 моль
Так как для образования 1 моль силиката натрия необходимо 1 моль оксида кремния (IV), то для образования 50 моль силиката натрия необходимо 50 моль оксида кремния (IV).
Масса оксида кремния (IV) можно вычислить по формуле:
m(SiO2) = M(SiO2) * n(SiO2)
где m(SiO2) — масса оксида кремния (IV), M(SiO2) — молярная масса оксида кремния (IV), n(SiO2) — количество молей оксида кремния (IV).
M(SiO2) = Si + 2 * O = 28 + 2 * 16 = 60 г/моль
n(SiO2) = n(Na2SiO3) = 50 моль
m(SiO2) = M(SiO2) * n(SiO2) = 60 * 50 = 3000 г = 3 кг
Таким образом, для получения 6,1 кг силиката натрия необходимо 3 кг оксида кремния (IV), содержащего 0,2 массовые доли примесей.
