Чтобы составить уравнение реакции и рассчитать массу SiCl₄, необходимую для получения 560 г кремния (Si), следуем следующие шаги:
Шаг 1: Составление уравнения реакции
Реакция между тетрахлоридом кремния (SiCl₄) и цинком (Zn) выглядит следующим образом:
[ \text{SiCl}_4 + \text{Zn} \rightarrow \text{Si} + \text{ZnCl}_2 ]
Теперь, чтобы уравнять это уравнение, нам нужно учесть количество атомов каждого элемента с обеих сторон реакции.
Смотрим на левую и правую части уравнения:
- Слева: 1 кремний (Si), 4 хлора (Cl), и 1 цинк (Zn).
- Справа: 1 кремний, 2 хлора (Cl), и 1 цинк (Zn) из ZnCl₂.
Чтобы уравнять количество атомов хлора, добавим коэффициент 2 перед ZnCl₂. Тогда правую часть уравнения можно записать так:
[ \text{SiCl}_4 + \text{2Zn} \rightarrow \text{Si} + \text{2ZnCl}_2 ]
Теперь уравнение уравнено. Каждый элемент сбалансирован.
Шаг 2: Молярные массы
Теперь найдем молярные массы веществ:
- Молярная масса Si (кремния) ≈ 28 г/моль
- Молярная масса SiCl₄ (тетрахлорида кремния) = 28 (Si) + 4 × 35.5 (Cl) = 28 + 142 = 170 г/моль
- Молярная масса Zn (цинка) ≈ 65.4 г/моль
Шаг 3: Расчет количества кремния
Теперь рассчитаем количество молей кремния, которое мы получим из 560 г:
[
n_{\text{Si}} = \frac{m}{M} = \frac{560 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 20 \text{ моль}
]
Шаг 4: Определение количества SiCl₄
Из уравнения реакции видно, что 1 моль SiCl₄ дает 1 моль Si. Это означает, что для получения 20 моль Si нам нужно 20 моль SiCl₄.
Шаг 5: Расчет массы SiCl₄
Теперь рассчитываем массу SiCl₄:
[
m_{\text{SiCl}4} = n{\text{SiCl}4} \cdot M{\text{SiCl}_4 = 20 \text{ моль} \cdot 170 \text{ г/моль} = 3400 \text{ г}
]
Ответ
Для получения 560 г кремния необходимо прореагировать 3400 г тетрахлорида кремния (SiCl₄) с цинком.
