Номер 3, страница 63, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. 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 $Na_2CO_3$.

Дано:

$m(Na_2SiO_3) = 1$ кг

Перевод в систему СИ:

$m(Na_2SiO_3) = 1000$ г

Найти:

$m(SiO_2)$ — ?

$m(Na_2CO_3)$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции получения силиката натрия (растворимого стекла) путем сплавления оксида кремния(IV) ($SiO_2$) с кальцинированной содой ($Na_2CO_3$):

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

Согласно уравнению, 1 моль карбоната натрия реагирует с 1 моль оксида кремния с образованием 1 моль силиката натрия. Стехиометрическое соотношение количеств веществ:

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

Отсюда следует, что количества вещества реагентов и продукта равны:

$\nu(SiO_2) = \nu(Na_2SiO_3)$

$\nu(Na_2CO_3) = \nu(Na_2SiO_3)$

2. Вычислим молярные массы веществ, участвующих в расчете. Будем использовать округленные до целых чисел относительные атомные массы: $Ar(Na) = 23$, $Ar(Si) = 28$, $Ar(O) = 16$, $Ar(C) = 12$.

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

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

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

3. Найдем количество вещества силиката натрия $Na_2SiO_3$ массой 1000 г по формуле $\nu = m/M$:

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

4. На основе стехиометрии реакции определим количества вещества исходных реагентов:

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

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

5. Рассчитаем массы оксида кремния(IV) и соды, которые потребуются для реакции, по формуле $m = \nu \cdot M$:

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

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

Округляя полученные значения до целых чисел, получаем 492 г и 869 г.

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