Номер 1, страница 64, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Смесь углерода и кремния общей массой 40,0 г растворили в избытке концентрированного раствора гидроксида натрия, при этом выделилось 26,88 л (н. у.) газа. Найдите массовую долю углерода в смеси.

Ответ: 58%.

*1. Дано:

$m(\text{смеси C + Si}) = 40,0 \text{ г}$

$V(\text{газа}) = 26,88 \text{ л}$ (н. у.)

Раствор $NaOH$ в избытке.

$m(\text{смеси C + Si}) = 0,040 \text{ кг}$

$V(\text{газа}) = 0,02688 \text{ м}^3$

Найти:

$\omega(C)$ - ?

Решение:

В концентрированном растворе гидроксида натрия из двух компонентов смеси (углерода и кремния) будет реагировать только кремний. Углерод с растворами щелочей не взаимодействует.

Реакция кремния с гидроксидом натрия протекает с выделением водорода: $Si + 2NaOH + H_2o \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2\uparrow$

Газ, который выделился в ходе реакции, — это водород ($H_2$). Зная его объем при нормальных условиях (н. у.), можно найти его количество вещества (моль). Молярный объем газа при н. у. составляет $V_m = 22,4$ л/моль.

1. Найдем количество вещества выделившегося водорода: $n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{26,88 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 1,2 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции найдем количество вещества кремния, вступившего в реакцию. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 1 моль кремния образуется 2 моль водорода. $n(Si) : n(H_2) = 1 : 2$ Следовательно, количество вещества кремния в два раза меньше количества вещества водорода: $n(Si) = \frac{1}{2} n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 1,2 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу кремния в смеси. Молярная масса кремния $M(Si) = 28$ г/моль. $m(Si) = n(Si) \cdot M(Si) = 0,6 \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} = 16,8 \text{ г}$

4. Найдем массу углерода в смеси, зная общую массу смеси: $m(C) = m(\text{смеси}) - m(Si) = 40,0 \text{ г} - 16,8 \text{ г} = 23,2 \text{ г}$

5. Теперь можем рассчитать массовую долю углерода в исходной смеси: $\omega(C) = \frac{m(C)}{m(\text{смеси})} \cdot 100\% = \frac{23,2 \text{ г}}{40,0 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,58 \cdot 100\% = 58\%$

Ответ: массовая доля углерода в смеси составляет 58%.