Навеску технического силиката натрия массой 152,5 г растворили в избытке серной кислоты. Вычислите массу (г) образовавшейся соли, если массовая доля нерастворимых в кислоте…
Навеску технического силиката натрия массой 152,5 г растворили в избытке серной кислоты. Вычислите массу (г) образовавшейся соли, если массовая доля нерастворимых в кислоте примесей в исходном образце составляет 48% по массе. (Запишите число с точностью до десятых.)
Чтобы решить задачу, давайте разберёмся с данными и поймём, что от нас требуется.
Шаг 1: Определим массу чистого силиката натрия
- У нас есть навеска технического силиката натрия (Na2SiO3) массой 152,5 г.
- Из условия знаем, что в образце силиката натрия содержится 48% нерастворимых в кислоте примесей.
Для вычисления массы чистого силиката натрия, сначала найдем массу примесей:
\[ \text{Масса примесей} = \frac{48}{100} \times 152,5 \, \text{г} = 73 \, \text{г} \]
Теперь найдем массу чистого силиката натрия:
\[ \text{Масса Na2SiO3} = 152,5 \, \text{г} - 73 \, \text{г} = 79,5 \, \text{г} \]
Шаг 2: Реакция с серной кислотой
Теперь нужно узнать, как силикаты реагируют с серной кислотой. Реакция с серной кислотой может быть представлена следующим образом:
\[ \text{Na2SiO3} + \text{H2SO4} \rightarrow \text{Na2SO4} + \text{SiO2} + \text{H2O} \]
Шаг 3: Определение массы получившейся соли
Для этого нам нужно будет рассчитать массу соли, образующейся в результате реакции. Согласно уравнению реакции на 1 моль силиката натрия мы получаем 1 моль натрий сульфата (Na2SO4).
Молярные массы веществ:
Молярная масса Na2SiO3 (силикат натрия):
- Na: 23 г/моль × 2 = 46 г/моль
- Si: 28 г/моль
- O: 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
- Всего: 46 + 28 + 48 = 122 г/моль
Молярная масса Na2SO4 (натрий сульфат):
- Na: 23 г/моль × 2 = 46 г/моль
- S: 32 г/моль
- O: 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
- Всего: 46 + 32 + 64 = 142 г/моль
Шаг 4: Рассчитаем количество моль силиката натрия
Мы рассчитали массу чистого силиката натрия (79,5 г). Теперь найдем, сколько моль силиката мы имеем:
\[ \text{Количество моль} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{79,5 \, \text{г}}{122 \, \text{г/моль}} \approx 0,6516 \, \text{моль} \]
Шаг 5: Найдем массу натрий сульфата
Согласно реакционному уравнению, 1 моль Na2SiO3 даёт 1 моль Na2SO4. Значит, мы получим 0,6516 моль Na2SO4.
Теперь находим массу натрий сульфата:
\[ \text{Масса Na2SO4} = \text{количество моль} \times \text{молярная масса} = 0,6516 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль} \approx 92,50 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, масса образовавшейся соли (натрий сульфата) составляет примерно 92,5 г.
Обсуждение
2 сообщенияИз железа было получено 24,57 г хлорида железа(III). Вычислите объем (мл, н.у.) израсходованного хлора, если известно, что выход реакции составил 54% от теоретически возможного. (Запишите число с точностью до целых.)
Чтобы рассчитать объем хлора, использованного для получения хлорида железа(III) (FeCl3), сначала найдем, сколько хлора нужно для этой реакции, а затем учтем выход реакции.
Шаг 1: Найдем количество моль хлорида железа(III)
Молярная масса FeCl3:
- Fe: 55,85 г/моль
- Cl: 35,45 г/моль × 3 = 106,35 г/моль
- Всего: 55,85 + 106,35 = 162,2 г/моль
Теперь найдем количество моль хлорида железа(III), использованного в реакции:
\[ \text{Количество моль FeCl3} = \frac{24,57 \, \text{г}}{162,2 \, \text{г/моль}} \approx 0,1516 \, \text{моль} \]
Шаг 2: Найдем теоретически возможное количество моль хлорида железа(III)
Поскольку выход реакции составил 54%, мы можем найти теоретически возможное количество моль FeCl3:
\[ \text{Теоретически возможное количество моль FeCl3} = \frac{\text{Количество моль FeCl3 (фактически)}}{\text{Выход}} = \frac{0,1516 \, \text{моль}}{0,54} \approx 0,2803 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Напишем уравнение реакции
Учитывая реакцию получения хлорида железа(III):
\[ 2 \, \text{Fe} + 3 \, \text{Cl2} \rightarrow 2 \, \text{FeCl3} \]
Для 2 моль FeCl3 требуется 3 моль Cl2. Таким образом, для 0,2803 моль FeCl3 потребуется:
\[ \text{Количество моль Cl2} = \frac{3}{2} \times 0,2803 \approx 0,4204 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Найдем объем хлора при нормальных условиях
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л (или 22400 мл).
Таким образом, объем хлора будет:
\[ \text{Объем Cl2} = 0,4204 \, \text{моль} \times 22400 \, \text{мл/моль} \approx 9410 \, \text{мл} \]
Ответ
Объем израсходованного хлора составляет примерно 9410 мл.
