С какой массой кремния взаимодействует горячий раствор гидроксида натрия, имеющий плотность ρ = 1,38 г/мл, массовую долю 25% и объем 250 мл? Какой объем водорода выделится в результате этой реакции согласно закону Гей-Люссака?

Химия Колледж Реакции металлов с щелочами массa кремния гидроксид натрия плотность раствора массовая доля объем раствора водород закон Гей-Люссака химическая реакция химия 12 класс Новый

Для решения задачи, давайте сначала найдем массу гидроксида натрия в растворе. Мы знаем, что:

• Плотность раствора (ρ) = 1,38 г/мл
• Объем раствора (V) = 250 мл
• Массовая доля гидроксида натрия (w) = 25%

Сначала найдем массу всего раствора:

1. Масса раствора (m) = Плотность (ρ) × Объем (V) = 1,38 г/мл × 250 мл = 345 г.

Теперь найдем массу гидроксида натрия в растворе:

1. Масса NaOH = Масса раствора (m) × Массовая доля (w) = 345 г × 0,25 = 86,25 г.

Теперь найдем, сколько молей NaOH у нас есть. Для этого используем молярную массу NaOH, которая составляет примерно 40 г/моль:

1. Количество молей NaOH = Масса NaOH / Молярная масса NaOH = 86,25 г / 40 г/моль = 2,15625 моль.

Теперь мы можем рассмотреть реакцию между кремнием (Si) и гидроксидом натрия (NaOH). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Si + 2 NaOH + 2 H2O -> Na2SiO3 + 2 H2↑

Из уравнения видно, что 1 моль Si реагирует с 2 молями NaOH. Следовательно, для 2,15625 моль NaOH нам нужно:

1. Количество молей Si = Количество молей NaOH / 2 = 2,15625 моль / 2 = 1,078125 моль.

Теперь найдем массу кремния. Молярная масса кремния составляет примерно 28 г/моль:

1. Масса Si = Количество молей Si × Молярная масса Si = 1,078125 моль × 28 г/моль = 30,1875 г.

Теперь мы можем рассчитать объем водорода, который выделится в результате реакции. Из уравнения реакции видно, что 1 моль Si дает 2 моля H2. Таким образом, количество молей водорода будет:

1. Количество молей H2 = 2 × Количество молей Si = 2 × 1,078125 моль = 2,15625 моль.

Теперь, согласно закону Гей-Люссака, при нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Таким образом, объем водорода будет:

1. Объем H2 = Количество молей H2 × 22,4 л/моль = 2,15625 моль × 22,4 л/моль = 48,4 л.

Итак, ответ на вопрос:

• Масса кремния, взаимодействующего с раствором NaOH: 30,19 г.
• Объем водорода, выделяющегося в результате реакции: 48,4 л.