Номер 8, страница 185 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Какую массу оксида кремния(IV) можно получить из 250 г 1,22%-го раствора силиката натрия?

Дано:

$m_{р-ра}(Na_2SiO_3) = 250 \text{ г} = 0.25 \text{ кг}$

$\omega(Na_2SiO_3) = 1.22\% = 0.0122$

Найти:

$m(SiO_2)$ - ?

Решение:

1. Для получения оксида кремния(IV) из силиката натрия можно провести реакцию с кислотой (например, соляной или угольной) с последующим прокаливанием (дегидратацией) выпавшей в осадок кремниевой кислоты. Запишем уравнения реакций:

$Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$

При нагревании кремниевая кислота разлагается:

$H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$

Из уравнений реакций видно, что из 1 моль силиката натрия в конечном итоге образуется 1 моль оксида кремния(IV). Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(Na_2SiO_3) = n(SiO_2)$

2. Найдем массу чистого силиката натрия в растворе, используя формулу для массовой доли вещества:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Отсюда масса вещества:

$m(Na_2SiO_3) = m_{р-ра}(Na_2SiO_3) \times \omega(Na_2SiO_3) = 250 \text{ г} \times 0.0122 = 3.05 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы силиката натрия ($Na_2SiO_3$) и оксида кремния(IV) ($SiO_2$), используя периодическую таблицу химических элементов:

$M(Na_2SiO_3) = 2 \times Ar(Na) + Ar(Si) + 3 \times Ar(O) \approx 2 \times 23 + 28 + 3 \times 16 = 122 \text{ г/моль}$

$M(SiO_2) = Ar(Si) + 2 \times Ar(O) \approx 28 + 2 \times 16 = 60 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества силиката натрия, вступившего в реакцию:

$n = \frac{m}{M}$

$n(Na_2SiO_3) = \frac{m(Na_2SiO_3)}{M(Na_2SiO_3)} = \frac{3.05 \text{ г}}{122 \text{ г/моль}} = 0.025 \text{ моль}$

5. Согласно стехиометрическому соотношению (пункт 1), количество вещества образовавшегося оксида кремния(IV) равно количеству вещества силиката натрия:

$n(SiO_2) = n(Na_2SiO_3) = 0.025 \text{ моль}$

6. Найдем массу оксида кремния(IV), которая может быть получена:

$m(SiO_2) = n(SiO_2) \times M(SiO_2) = 0.025 \text{ моль} \times 60 \text{ г/моль} = 1.5 \text{ г}$

Ответ: масса оксида кремния(IV) равна 1,5 г.