Номер 47, страница 92 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 9. Углерод, кремний и их соединения - номер 47, страница 92.

Условие.

47. Рассчитайте массу гелеобразного осадка, который образуется при взаимодействии 120 г 30%-ного раствора силиката натрия с избытком раствора серной кислоты.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(р-ра \ Na_2SiO_3) = 120 \text{ г}$

$\omega(Na_2SiO_3) = 30\% = 0.3$

Раствор $H_2SO_4$ взят в избытке.

Найти:

$m(осадка) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. При взаимодействии раствора силиката натрия с сильной кислотой, какой является серная кислота, образуется слабая кремниевая кислота, которая выпадает в осадок, и сульфат натрия. Гелеобразный осадок — это кремниевая кислота ($H_2SiO_3$).

$Na_2SiO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + Na_2SO_4$

2. Рассчитаем массу чистого силиката натрия ($Na_2SiO_3$), содержащегося в 120 г 30%-ного раствора.

$m(Na_2SiO_3) = m(р-ра) \cdot \omega(Na_2SiO_3)$

$m(Na_2SiO_3) = 120 \text{ г} \cdot 0.30 = 36 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы реагента ($Na_2SiO_3$) и продукта ($H_2SiO_3$), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(Na) \approx 23$, $Ar(Si) \approx 28$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

$M(Na_2SiO_3) = 2 \cdot 23 + 28 + 3 \cdot 16 = 46 + 28 + 48 = 122 \text{ г/моль}$

$M(H_2SiO_3) = 2 \cdot 1 + 28 + 3 \cdot 16 = 2 + 28 + 48 = 78 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества силиката натрия.

$n(Na_2SiO_3) = \frac{m(Na_2SiO_3)}{M(Na_2SiO_3)} = \frac{36 \text{ г}}{122 \text{ г/моль}} \approx 0.2951 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль силиката натрия образуется 1 моль кремниевой кислоты. Так как серная кислота находится в избытке, расчет ведем по силикату натрия (недостаток).

$\frac{n(Na_2SiO_3)}{1} = \frac{n(H_2SiO_3)}{1}$

$n(H_2SiO_3) = n(Na_2SiO_3) \approx 0.2951 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу образовавшегося осадка кремниевой кислоты.

$m(H_2SiO_3) = n(H_2SiO_3) \cdot M(H_2SiO_3)$

$m(H_2SiO_3) \approx 0.2951 \text{ моль} \cdot 78 \text{ г/моль} \approx 23.02 \text{ г}$

Ответ: масса гелеобразного осадка, который образуется при взаимодействии, составляет 23,02 г.