Сколько граммов силицида магния необходимо для получения газа силана объёмом 5,6 литров (при нормальных условиях), и какой объём серной кислоты (плотность 1,3 г/см³) с массовой долей H2SO4 40% будет использован в этом процессе?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты по ним силицид магния газ силан объем серной кислоты нормальные условия плотность серной кислоты массовая доля H2SO4 Новый

Для решения этой задачи сначала определим, сколько молей силана (SiH4) нам нужно получить, чтобы получить объём 5,6 литров при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 литра.

Шаг 1: Рассчитаем количество молей силана.

• Объём силана = 5,6 литров.
• Количество молей = Объём / Объём 1 моля при н.у. = 5,6 л / 22,4 л/моль.
• Количество молей = 0,25 моль.

Теперь нам нужно узнать, сколько силицида магния (Mg2Si) нам нужно для получения 0,25 моль силана. Реакция между силицидом магния и серной кислотой выглядит следующим образом:

Шаг 2: Запишем уравнение реакции.

• Mg2Si + 4H2SO4 → 2SiH4 + 2MgSO4 + 2H2O.

Из уравнения видно, что 1 моль Mg2Si даёт 2 моль SiH4. Следовательно, для получения 0,25 моль SiH4 нам потребуется:

• Количество Mg2Si = 0,25 моль SiH4 * (1 моль Mg2Si / 2 моль SiH4) = 0,125 моль Mg2Si.

Шаг 3: Рассчитаем массу силицида магния.

• Молярная масса Mg2Si = (2 * 24,3) + (28,1) = 76,7 г/моль.
• Масса Mg2Si = 0,125 моль * 76,7 г/моль = 9,59 г.

Таким образом, для получения 5,6 литров силана нам потребуется примерно 9,59 граммов силицида магния.

Шаг 4: Рассчитаем объём серной кислоты.

• Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Mg2Si нужно 4 моль H2SO4.
• Для 0,125 моль Mg2Si потребуется 0,125 моль * 4 = 0,5 моль H2SO4.

Теперь рассчитаем массу H2SO4:

• Молярная масса H2SO4 = 2*1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль.
• Масса H2SO4 = 0,5 моль * 98 г/моль = 49 г.

Так как у нас 40% раствор H2SO4, то масса раствора, содержащего 49 г H2SO4, будет:

• Масса раствора = Масса H2SO4 / (Массовая доля H2SO4) = 49 г / 0,4 = 122,5 г.

Теперь, зная плотность раствора, можем найти объём:

• Объём раствора = Масса раствора / Плотность = 122,5 г / 1,3 г/см³ ≈ 94,23 см³.

Итак, ответ: Для получения 5,6 литров силана необходимо 9,59 граммов силицида магния и примерно 94,23 см³ серной кислоты 40% с плотностью 1,3 г/см³.