Чтобы решить задачу, давайте сначала разберемся с указанной реакцией и выведем необходимые значения через стоихиометрию.
1. Уравнение реакции:
Для упрощения нарисуем уравнение реакции. Реакция между оксидом кремния (IV) и карбонатом бария выглядит следующим образом:
[
\text{SiO}_2 + \text{BaCO}_3 \rightarrow \text{BaSiO}_3 + \text{CO}_2
]
2. Молекулярные массы веществ:
Сначала нужно узнать молекулярные массы всех реагентов и продуктов.
Молярная масса (\text{SiO}_2) (оксид кремния (IV)):
- ( \text{Si} ): 28.09 г/моль
- ( \text{O} ): 16.00 г/моль
- Итого: ( 28.09 + (2 \times 16.00) = 60.09 ) г/моль
Молярная масса (\text{BaCO}_3) (карбонат бария):
- ( \text{Ba} ): 137.33 г/моль
- ( \text{C} ): 12.01 г/моль
- ( \text{O} ): 16.00 г/моль
- Итого: ( 137.33 + 12.01 + (3 \times 16.00) = 197.34 ) г/моль
Молярная масса (\text{CO}_2) (углекислый газ):
- ( \text{C} ): 12.01 г/моль
- ( \text{O} ): 16.00 г/моль
- Итого: ( 12.01 + (2 \times 16.00) = 44.01 ) г/моль
3. Количество вещества:
Теперь, первоначально, узнаем, сколько моль оксида кремния (IV) у нас есть в 15 г.
[
n(\text{SiO}_2) = \frac{m}{M} = \frac{15 \text{ г}}{60.09 \text{ г/моль}} \approx 0.249 \text{ моль}
]
4. Стоихиометрия реакции:
По уравнению реакции видно, что 1 моль (\text{SiO}_2) реагирует с 1 моль (\text{BaCO}_3) и выделяет 1 моль (\text{CO}_2). Значит, количество молей (\text{CO}_2), выделившегося при реакции, также будет равно количеству молей (\text{SiO}_2):
[
n(\text{CO}_2) = n(\text{SiO}_2) \approx 0.249 \text{ моль}
]
5. Масса углекислого газа:
Теперь найдем массу углекислого газа, который выделится:
[
m(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times M(\text{CO}_2) = 0.249 \text{ моль} \times 44.01 \text{ г/моль} \approx 10.96 \text{ г}
]
Итак, итоговый ответ:
Объем углекислого газа, который выделится при данном взаимодействии, составляет примерно 10.96 г.
Давайте теперь оформим всё в виде таблицы:
| Параметр |
Значение |
| Mass of SiO2 (m) |
15 г |
| Molar mass of SiO2 |
60.09 г/моль |
| Moles of SiO2 (n) |
0.249 моль |
| Molar mass of CO2 |
44.01 г/моль |
| Moles of CO2 produced |
0.249 моль |
| Mass of CO2 produced |
10.96 г |
Таким образом, в результате реакции выделится примерно 10.96 г углекислого газа.
