На полное сжигание смеси углерода и диоксида кремния израсходовали кислород массой 22,4 г. Какой объем 20% раствора гидроксида калия (Р=1,173 г/мл) может прореагировать с исходной смесью, если известно, что массовая доля углерода в ней составляет 70%?

Химия 11 класс Химические реакции и стехиометрия химия 11 класс полное сжигание смесь углерода диоксид кремния кислород масса 22,4 г объем 20% раствора гидроксид калия массовая доля углерода 70% реакция расчет химические реакции учебное задание химические вещества Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом. Нам нужно определить, какой объем 20% раствора гидроксида калия может прореагировать с исходной смесью углерода и диоксида кремния, зная, что на полное сжигание смеси израсходовано 22,4 г кислорода и массовая доля углерода в смеси составляет 70%.

1. Определим массу углерода в смеси.

Пусть масса смеси равна m. Тогда масса углерода в смеси будет 0,7m.

2. Рассчитаем массу кислорода, необходимую для сжигания углерода.

Углерод сгорает по уравнению: C + O₂ → CO₂.

По уравнению видно, что 12 г углерода реагируют с 32 г кислорода. Значит, на 1 г углерода требуется 32/12 г кислорода.

Масса кислорода, необходимая для сжигания углерода: 0,7m * (32/12) = 1,867m г.

3. Найдем массу смеси.

Общая масса кислорода, израсходованного на сжигание смеси, равна 22,4 г.

Из уравнения: 1,867m = 22,4 г, находим m:

m = 22,4 / 1,867 ≈ 12 г.

4. Определим массу углерода и диоксида кремния в смеси.

Масса углерода: 0,7 * 12 = 8,4 г.

Масса диоксида кремния: 12 - 8,4 = 3,6 г.

5. Найдем количество вещества диоксида кремния.

Молярная масса SiO₂ = 60 г/моль.

Количество вещества SiO₂: 3,6 г / 60 г/моль = 0,06 моль.

6. Определим, сколько KOH потребуется для реакции с SiO₂.

Диоксид кремния реагирует с гидроксидом калия по уравнению:

SiO₂ + 2KOH → K₂SiO₃ + H₂O.

По уравнению видно, что 1 моль SiO₂ требует 2 моль KOH.

Значит, для 0,06 моль SiO₂ потребуется 0,12 моль KOH.

7. Рассчитаем массу KOH, необходимую для реакции.

Молярная масса KOH = 56 г/моль.

Масса KOH: 0,12 моль * 56 г/моль = 6,72 г.

8. Определим объем 20% раствора KOH, содержащего 6,72 г KOH.

Массовая доля KOH в растворе = 20%, значит, в 100 г раствора содержится 20 г KOH.

Масса раствора, содержащего 6,72 г KOH: 6,72 г / 0,2 = 33,6 г.

Плотность раствора = 1,173 г/мл.

Объем раствора: 33,6 г / 1,173 г/мл ≈ 28,64 мл.

Таким образом, объем 20% раствора гидроксида калия, который может прореагировать с исходной смесью, составляет примерно 28,64 мл.