Одинаковые навески смеси оксида магния и оксида кремния-4 обработали сначала серной кислотой, затем гидроксидом калия. Затрачено 19,6 г кислоты и 22,4 г щёлочи. Определить массу…

Для решения данной задачи, давайте разобьем её на несколько этапов.

Этап 1: Определение реакции с серной кислотой

В первой части реакции смесь оксида магния (MgO) и оксида кремния (SiO₂) обрабатывается серной кислотой (H₂SO₄).

1. Первые реакции:
   • Оксид магния реагирует с серной кислотой: \[ MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O \]
   • Оксид кремния не реагирует с серной кислотой, следовательно, его массу не изменится после обработки кислотой.

Этап 2: Определение реакции с гидроксидом калия

Во второй части смеси обрабатывается гидроксидом калия (KOH):

1. Реакция с гидроксидом калия:
   • Кальций с добавлением воды образует гидроксид магния: \[ MgO + 2KOH + H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + K_2SO_4 \]
   • Оксид кремния взаимодействует с гидроксидом калия с образованием силикатов: \[ SiO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SiO_3 + H_2O \]

Этап 3: Молярные массы реагентов

Теперь нам нужно найти молярные массы веществ, чтобы рассчитать количество вещества, использованного в реакции.

• Молярная масса H₂SO₄ = 2(1) + 32 + 4(16) = 98 г/моль
• Молярная масса KOH = 39 + 1 + 16 = 56 г/моль
• Молярная масса MgO = 24 + 16 = 40 г/моль
• Молярная масса SiO₂ = 28 + 2(16) = 60 г/моль

Этап 4: Количество реагентов

Теперь мы используем данные о массе кислот и щёлочи, чтобы определить количество них.

1. Количество серной кислоты: \[ n_{H_2SO_4} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}} = \frac{19.6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.2 \, \text{моль} \]

2. Количество гидроксида калия: \[ n_{KOH} = \frac{m_{KOH}}{M_{KOH}} = \frac{22.4 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} \approx 0.4 \, \text{моль} \]

Этап 5: Определение молей оксида магния и оксида кремния

Теперь мы можем рассчитать молекулы оксидов, которые реагируют:

1. Для серной кислоты: \[ n_{MgO} = n_{H_2SO_4} = 0.2 \, \text{моль} \]

2. Для оксида кремния: \[ n_{SiO_2} = \frac{n_{KOH}}{2} = \frac{0.4}{2} = 0.2 \, \text{моль} \]

Этап 6: Расчет массы смеси

Теперь, чтобы найти массу смеси оксидов, мы можем воспользоваться формулами:

1. Масса MgO: \[ m_{MgO} = n_{MgO} \times M_{MgO} = 0.2 \times 40 = 8 \, \text{г} \]

2. Масса SiO₂: \[ m_{SiO_2} = n_{SiO_2} \times M_{SiO_2} = 0.2 \times 60 = 12 \, \text{г} \]

Этап 7: Итого масса смеси

Теперь мы можем суммировать массы: \[ m_{смеси} = m_{MgO} + m_{SiO_2} = 8 \, \text{г} + 12 \, \text{г} = 20 \, \text{г} \]

Ответ

Таким образом, масса смеси оксида магния и оксида кремния составляет 20 граммов.