Для решения этой задачи нам необходимо использовать уравнение реакции между оксидом кремния(IV) (SiO2) и гидроксидом натрия (NaOH) для получения силиката натрия (Na2SiO3) и воды (H2O). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
SiO2 + 2 NaOH → Na2SiO3 + H2O
Теперь давайте разберем шаги решения задачи.
- Определим молекулярные массы веществ:
- Молекулярная масса SiO2: 28 (Si) + 2 * 16 (O) = 28 + 32 = 60 г/моль
- Молекулярная масса NaOH: 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
- Молекулярная масса Na2SiO3: 2 * 23 (Na) + 28 (Si) + 3 * 16 (O) = 46 + 28 + 48 = 122 г/моль
- Вычислим количество молей исходных веществ:
- Количество молей SiO2: 30 г / 60 г/моль = 0.5 моль
- Количество молей NaOH: 30 г / 40 г/моль = 0.75 моль
- Определим, какое вещество является лимитирующим:
- Согласно уравнению реакции, на 1 моль SiO2 требуется 2 моль NaOH.
- Для 0.5 моль SiO2 нужно 0.5 * 2 = 1 моль NaOH.
- У нас есть только 0.75 моль NaOH, что меньше необходимого количества. Следовательно, лимитирующим веществом является NaOH.
- Вычислим, сколько силиката натрия можно получить:
- Из 2 моль NaOH можно получить 1 моль Na2SiO3.
- Следовательно, из 0.75 моль NaOH можно получить 0.75 / 2 = 0.375 моль Na2SiO3.
- Вычислим массу полученного силиката натрия:
- Масса Na2SiO3 = количество молей * молекулярная масса = 0.375 моль * 122 г/моль = 45.75 г.
Ответ: Масса силиката натрия, которую можно получить, составляет 45.75 г.