Оксид кремния (VI) сплавили с гидроксидом калия и с выходом 90% получили соль массой 27,72 г. Найдите массу израсходованного оксида кремния (VI)
Для решения этой задачи начнем с определения реакции между оксидом кремния (VI) (SiO₂) и гидроксидом калия (KOH). При реакции образуется силикат калия (K₂SiO₃) и вода (H₂O).
Запишем уравнение реакции:
\[ SiO₂ + 2KOH → K₂SiO₃ + H₂O \]
Теперь нам известно, что полученная соль (силикат калия) имеет массу 27,72 г при выходе 90%. Это означает, что фактическое количество продукта составило 90% от теоретически возможного. Чтобы найти теоретическую массу, используем формулу:
\[ \text{Теоретическая масса} = \frac{\text{Фактическая масса}}{\text{Выход}} \]
Подставим значения:
\[ \text{Теоретическая масса} = \frac{27,72 \, г}{0,90} = 30,8 \, г \]
Теперь нужно определить количество вещества (моль) полученного K₂SiO₃. Для этого найдем молярную массу силикату калия (K₂SiO₃):
- K (калий) = 39,1 г/моль → 2 K = 2 × 39,1 = 78,2 г/моль
- Si (кремний) = 28,1 г/моль
- O (кислород) = 16,0 г/моль → 3 O = 3 × 16,0 = 48,0 г/моль
Теперь складываем:
\[ \text{Молярная масса K₂SiO₃} = 78,2 + 28,1 + 48,0 = 154,3 \, г/моль \]
Теперь можем найти количество вещества K₂SiO₃, используя теоретическую массу:
\[ n(K₂SiO₃) = \frac{30,8 \, г}{154,3 \, г/моль} \approx 0,199 \, моль \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль SiO₂ реагирует с 2 моль KOH для получения 1 моль K₂SiO₃. Поэтому мы можем найти количество вещества SiO₂, необходимое для данной реакции:
\[ n(SiO₂) = n(K₂SiO₃) = 0,199 \, моль \]
Теперь мы можем определить массу израсходованного оксида кремния (VI):
\[ m(SiO₂) = n(SiO₂) \times M(SiO₂) \]
Где молярная масса SiO₂ также:
- Si = 28,1 г/моль
- O = 16,0 г/моль → 2 O = 2 × 16,0 = 32,0 г/моль
\[ M(SiO₂) = 28,1 + 32,0 = 60,1 \, г/моль \]
Теперь подставим данные:
\[ m(SiO₂) = 0,199 \, моль \times 60,1 \, г/моль \approx 11,97 \, г \]
Таким образом, масса израсходованного оксида кремния (VI) составляет приблизительно 11,97 граммов.
