Чтобы выяснить, какую массу чистого кремния можно получить из 21 г оксида кремния (SiO₂) и 32 г кальция (Ca), необходимо рассмотреть уравнение реакции между этими веществами.
Реакция между оксидом кремния и кальцием выглядит следующим образом:
\[ \text{SiO₂} + 2\text{Ca} \rightarrow \text{Si} + 2\text{CaO} \]
Теперь посчитаем молекулы исходных веществ:
Вычислим количество молей SiO₂:
- Молярная масса SiO₂ = 28 (Si) + 2 × 16 (O) = 28 + 32 = 60 г/моль.
- Количество молей SiO₂:
\[ n(\text{SiO₂}) = \frac{21 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 0,35 \, \text{моль} \]
Вычислим количество молей Ca:
- Молярная масса Ca = 40 г/моль.
- Количество молей Ca:
\[ n(\text{Ca}) = \frac{32 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0,8 \, \text{моль} \]
Теперь определим, сколько молей кремния (\( \text{Si} \)) получится в результате реакции. Согласно уравнению реакции, на 1 моль SiO₂ требуется 2 моля Ca.
Посчитаем, сколько моль Ca нам нужно для 0,35 моль SiO₂:
- Для 0,35 моль SiO₂ потребуется: \[ 2 \times 0,35 \, \text{моль Ca} = 0,7 \, \text{моль Ca} \]
Так как у нас есть 0,8 моль Ca, этого достаточно для реакции с 0,35 моль SiO₂. Это значит, что ограничивающим реагентом является SiO₂.
Теперь рассчитаем массу полученного кремния. По уравнению реакции из 1 моль SiO₂ получается 1 моль Si. Следовательно, из 0,35 моль SiO₂ получится 0,35 моль Si.
- Молярная масса Si = 28 г/моль.
- Масса полученного кремния: \[ m(\text{Si}) = 0,35 \, \text{моль} \times 28 \, \text{г/моль} = 9,8 \, \text{г} \]
Таким образом, из 21 г оксида кремния 4 и 32 г кальция можно получить 9,8 г чистого кремния.
