Давайте разберем задачу шаг за шагом:
Дано:
- Масса магния, использованная в реакции: ( m_{\text{Mg}} = 96,г )
- Масса полученного кремния: ( m_{\text{Si, фактический}} = 50,4,г )
Задача:
Вычислить процент выхода кремния по отношению к теоретически возможному.
Шаг 1. Определить уравнение реакции
При прокаливании речного песка (содержащего кремний) с магнием происходит реакция:
[
\text{Mg} + \text{SiO}_2 \rightarrow \text{MgO} + \text{Si}
]
Это уравнение показывает, что один моль магния реагирует с одной молекулой диоксида кремния, образуя оксид магния и свободный кремний.
Шаг 2. Определить Моли веществ
- Молярная масса магния: ( M_{\text{Mg}} = 24,г/моль )
- Молярная масса кремния: ( M_{\text{Si}} = 28,г/моль )
- Молярная масса диоксида кремния: ( M_{\text{SiO}_2} = 60,г/моль )
Шаг 3. Рассчитать теоретическую максимальную массу кремния из заданного количества магния
- Определить количество молей магния:
[
n_{\text{Mg}} = \frac{96,г}{24,г/моль} = 4,моль
]
- Из уравнения реакции видно, что 1 моль магния дает 1 моль кремния, следовательно:
[
n_{\text{Si, теоретически}} = n_{\text{Mg}} = 4,моль
]
- Масса кремния, которая могла бы образоваться:
[
m_{\text{Si, теоретическая}} = n_{\text{Si, теоретически}} \times M_{\text{Si}} = 4 \times 28,г = 112,г
]
Шаг 4. Вычислить процент фактического выхода
Фактический выход кремния — 50,4 г, теоретический — 112 г.
[
\text{Выход}% = \frac{m{\text{Si, фактический}}}{m_{\text{Si, теоретический}}} \times 100 = \frac{50,4}{112} \times 100
]
[
\text{Выход}_% = 0,45 \times 100 = 45%
]
Ответ: 45% (с точностью до целых).
Итог:
Выход кремния составляет около 45%.