Расчёт объёма водорода и расхода гидроксида натрия
Какой объём водорода (н. у.) образуется при взаимодействии 96 г кремния, содержащего 5% примесей, с избытком раствора гидроксида натрия? Какое количество вещества гидроксида натрия потребуется для реакции.
Дано
`m_text{тех.}(Si) = 96 text{ г}`
`ω(примесей) = 5%`
Найти
`V(H_2) = text{ ?}`
`n(NaOH) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции кремния с раствором гидроксида натрия:
`Si + 2NaOH + H_2O = Na_2SiO_3 + 2H_2 text{↑}`
Найдём массовую долю чистого кремния:
`ω(Si) = 100% - ω(примесей) = 100% - 5% = 95%`
Вычислим массу чистого кремния:
`m(Si) = (ω(Si)*m_text{тех.}(Si))/100 = (95*96)/100 = 91.2 text{ г}`
Найдём количество вещества кремния:
`n(Si) = (m(Si))/(M(Si)) = 91.2/28 = 3.257 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода в 2 раза больше количества кремния:
`n(H_2) = 2*n(Si) = 2*3.257 = 6.514 text{ моль}`
Найдём объём водорода при н.у.:
`V(H_2) = n(H_2)*V_m = 6.514*22.4 = 145.9 text{ л}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида натрия в 2 раза больше количества кремния:
`n(NaOH) = 2*n(Si) = 2*3.257 = 6.514 text{ моль}`
Ответ
`V(H_2) = 145.9 text{ л}`
`n(NaOH) = 6.514 text{ моль}`