ГДЗ по Химии 9 Класс Параграф 24 Вопрос 5 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

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

Для решения задачи нужно сначала определить, сколько чистого кремния содержится в 96 г кремния с 5% примесей.

Чистый кремний:

Масса кремния = 96 г

Масса примесей = 5% от 96 г = 0.05 * 96 = 4.8 г

Чистый кремний = 96 г — 4.8 г = 91.2 г

Теперь найдем количество вещества (моль) чистого кремния:

Молярная масса кремния (Si) = 28.09 г/моль

Количество вещества кремния (n_Si) = масса / молярная масса = 91.2 г / 28.09 г/моль ≈ 3.25 моль

Кремний реагирует с гидроксидом натрия по следующему уравнению:

Si + 2 NaOH + 2 H₂O → Na₂Si(OH)₄ + H₂

Из уравнения видно, что 1 моль кремния реагирует с 2 моль NaOH и образует 1 моль водорода.

Следовательно, для 3.25 моль кремния потребуется:

Количество NaOH = 2 * n_Si = 2 * 3.25 моль = 6.5 моль

Объем водорода, образующегося при реакции, равен количеству водорода (1 моль водорода на 1 моль кремния):

Объем водорода (н. у.) = n_H2 * V_{молярный}

При нормальных условиях молярный объем газа ≈ 22.4 л/моль.

Объем водорода = n_H2 * 22.4 л/моль = 3.25 моль * 22.4 л/моль ≈ 72.8 л

Ответ:

• Объем водорода, образующегося при реакции: ≈ 72.8 л
• Количество вещества гидроксида натрия, необходимое для реакции: 6.5 моль

Для решения задачи необходимо провести несколько шагов, включая расчет чистого кремния, количество вещества и объем образующегося водорода.

Шаг 1: Определение чистого кремния

У нас есть 96 г кремния, содержащего 5% примесей. Сначала мы найдем массу чистого кремния:

• Масса примесей = 5% от 96 г = 0.05 * 96 г = 4.8 г
• Чистый кремний = 96 г — 4.8 г = 91.2 г

Шаг 2: Расчет количества вещества кремния

Теперь найдем количество вещества (моль) чистого кремния:

• Молярная масса кремния (Si) = 28.09 г/моль
• Количество вещества кремния (n_Si) = масса / молярная масса = 91.2 г / 28.09 г/моль ≈ 3.25 моль

Шаг 3: Запись уравнения реакции

Кремний реагирует с гидроксидом натрия по следующему уравнению:

Si + 2 NaOH + 2 H₂O → Na₂Si(OH)₄ + H₂

Из уравнения видно, что:

• 1 моль кремния реагирует с 2 моль NaOH.
• 1 моль кремния образует 1 моль водорода.

Шаг 4: Расчет необходимого количества гидроксида натрия

Для 3.25 моль кремния потребуется:

• Количество NaOH = 2 * n_Si = 2 * 3.25 моль = 6.5 моль

Шаг 5: Расчет объема образующегося водорода

Объем водорода, образующегося при реакции, равен количеству водорода, получаемого из 3.25 моль кремния:

• Количество водорода (H₂) = n_H2 = n_Si = 3.25 моль
• При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22.4 л.
• Объем водорода = n_H2 * 22.4 л/моль = 3.25 моль * 22.4 л/моль ≈ 72.8 л

Итог:

• Объем водорода, образующегося при реакции, составляет примерно 72.8 литра.
• Количество вещества гидроксида натрия, необходимое для реакции, составляет 6.5 моль.