Образец магния массой 19,2 г сплавили с 180 г оксида кремния(IV). Полученную смесь растворили в 10%-м растворе гидроксида натрия с плотностью 1,1 г/мл. Определите объем газа, выделившегося при этом, и объем израсходованного раствора щелочи.
Ответы
Ответ:Для решения задачи нужно записать соответствующие реакции и использовать стехиометрические соотношения.
Реакция магния с оксидом кремния(IV):
Mg + SiO2 → MgSiO3
Пересчитаем массу оксида кремния(IV) в количество веществ:
n(SiO2) = m(SiO2) / M(SiO2) = 180 г / 60 г/моль = 3 моль
Так как реагенты реагируют в соотношении 1:1, то количество магния также равно 3 моль.
Реакция магния с гидроксидом натрия:
Mg + 2NaOH → Mg(OH)2 + H2↑
Так как магний реагирует с двумя молями гидроксида натрия, то количество гидроксида натрия, необходимое для реакции с 3 молями магния, равно 6 моль.
Рассчитаем массу гидроксида натрия, необходимую для реакции:
m(NaOH) = n(NaOH) × M(NaOH) = 6 моль × 40 г/моль = 240 г
Рассчитаем объем гидроксидной смеси, необходимый для растворения полученной смеси:
m = ρV, V = m/ρ
V(NaOH) = m(NaOH) / ρ(NaOH) = 240 г / 1,1 г/мл = 218,18 мл
Реакция выделения водорода:
Mg + 2NaOH → Mg(OH)2 + H2↑
Согласно уравнению реакции, на каждый моль магния выделяется один моль водорода. Так как количество магния, реагировавшего с гидроксидом натрия, равно 3 моль, то количество выделившегося водорода также равно 3 моль.
Рассчитаем объем выделившегося водорода при стандартных условиях:
V(H2) = n(H2) × Vm = 3 моль × 22,4 л/моль = 67,2 л
Таким образом, при реакции выделился газ объемом 67,2 л при стандартных условиях, а для растворения смеси потребовалось 218,18 мл 10%-го раствора гидроксида натрия.
Объяснение: