Номер 1, страница 68, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. Определите массы оксида кремния (IV) и соды, которые потребуются для приготовления 1 кг растворимого стекла $Na_2SiO_3$.

Ответ: 492 г $SiO_2$; 869 г $Na_2CO_3$.

1. Дано:

$m(Na_2SiO_3) = 1$ кг

$1 \text{ кг} = 1000 \text{ г}$

Найти:

$m(SiO_2)$ — ?

$m(Na_2CO_3)$ — ?

Решение:

Растворимое стекло (силикат натрия, $Na_2SiO_3$) получают при сплавлении оксида кремния(IV) ($SiO_2$) с кальцинированной содой (карбонат натрия, $Na_2CO_3$). Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

$SiO_2 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t^{\circ}} Na_2SiO_3 + CO_2\uparrow$

Из уравнения видно, что стехиометрические коэффициенты перед реагентами и продуктом (силикатом натрия) равны 1. Это означает, что для получения 1 моль $Na_2SiO_3$ необходимо взять 1 моль $SiO_2$ и 1 моль $Na_2CO_3$. Соотношение количеств веществ:

$\nu(SiO_2) : \nu(Na_2CO_3) : \nu(Na_2SiO_3) = 1:1:1$

Для проведения расчетов определим молярные массы (M) участвующих в реакции веществ. Будем использовать округленные до целых значений атомные массы элементов из Периодической таблицы:

$M(SiO_2) = 28 + 2 \cdot 16 = 60$ г/моль

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106$ г/моль

$M(Na_2SiO_3) = 2 \cdot 23 + 28 + 3 \cdot 16 = 122$ г/моль

Теперь найдем количество вещества ($\nu$) в 1 кг (1000 г) полученного силиката натрия, используя формулу $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(Na_2SiO_3) = \frac{1000 \text{ г}}{122 \text{ г/моль}} \approx 8.1967$ моль

Согласно мольному соотношению из уравнения реакции, количество вещества исходных реагентов будет таким же:

$\nu(SiO_2) = \nu(Na_2SiO_3) \approx 8.1967$ моль

$\nu(Na_2CO_3) = \nu(Na_2SiO_3) \approx 8.1967$ моль

Наконец, рассчитаем массы ($\text{m}$) оксида кремния(IV) и соды, которые потребуются для реакции, по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(SiO_2) = 8.1967 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль} \approx 491.8$ г

$m(Na_2CO_3) = 8.1967 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} \approx 868.85$ г

Округлив полученные значения, получим искомые массы.

Ответ: для приготовления 1 кг растворимого стекла потребуется 492 г $SiO_2$ и 869 г $Na_2CO_3$.