Какой объём водорода (н. у.) образуется при взаимодействии 96 г кремния, содержащего 5 % примесей, с избытком раствора гидроксида натрия? Какое количество вещества гидроксида…

Порядок решения:

1. Масса чистого кремния в образце

• Пусть примеси составляют 5%. Тогда массa Si = 0.95 × 96 г = 91.2 г.

2. Моли кремния

• M(Si) ≈ 28.09 г/моль.
• n(Si) = 91.2 г / 28.09 г/моль ≈ 3.25 моль.

3. Стехиометрия реакции Si + 2 NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2 H2

• 1 моль Si образует 2 моль H2.
• n(H2) = 2 × n(Si) ≈ 2 × 3.25 ≈ 6.50 моль.

4. Объем водорода (н.у., 0 °C, 1 атм)

• Молярный объём H2 при н.у. = 22.4 л/моль.
• V(H2) = 6.50 моль × 22.4 л/моль ≈ 145 л.

5. Количество вещества NaOH, потребное для реакции

• По стехиометрии: 2 моль NaOH на 1 моль Si.
• n(NaOH) = 2 × n(Si) ≈ 6.50 моль.

6. Масса NaOH (для справки)

• M(NaOH) ≈ 40.0 г/моль.
• m(NaOH) ≈ 6.50 моль × 40.0 г/моль ≈ 260 г.

Ответ:

• Объем образующегося водорода при н.у.: около 145 литров.
• Количество вещества NaOH, требующееся для реакции: около 6.5 моль (масса ≈ 260 г).