Какова масса кремния, полученного после обработки магния массой 28,8 г с оксидом кремния (IV) массой 24 г избытком

Тема: Количественный анализ в химии

Объяснение:

Для решения данной задачи необходимо применить метод количественного анализа в химии и использовать знание о стехиометрии реакций.

1. Найдем количество субстанции, используя массу и молярную массу. Молярная масса определяет, сколько граммов вещества содержится в одном молье.

Молярная масса магния (Mg) = 24,31 г/моль
Молярная масса оксида кремния (IV) (SiO2) = 60,08 г/моль

Масса магния (Mg) = 28,8 г
Масса оксида кремния (IV) (SiO2) = 24 г

Количество магния (Mg) = Масса магния (Mg) / Молярная масса магния (Mg)
Количество оксида кремния (IV) (SiO2) = Масса оксида кремния (IV) (SiO2) / Молярная масса оксида кремния (IV) (SiO2)

Заметим, что магний ограничивает реакцию, поэтому количество магния (Mg) будет таким же, как и количество кремния (Si).


2. Найдем количество водорода (Н2), который выделился при реакции. Для этого воспользуемся объемом газа и условиями нормальных условий (н.у).

Объем водорода (Н2) = 14,1 л


3. Для нахождения массы кремния (Si), полученного после реакции, воспользуемся балансовкой химического уравнения реакции и стехиометрическими коэффициентами.

Mg + SiO2 -> MgO + Si

Из уравнения видно, что масса магния (Mg) и масса кремния (Si) взаимно пропорциональны. Поэтому можем записать пропорцию:

Масса магния (Mg) / Количество магния (Mg) = Масса кремния (Si) / Количество кремния (Si)

Масса кремния (Si) = (Масса магния (Mg) / Количество магния (Mg)) * Количество кремния (Si)



Пример использования:

Задача: Какова масса кремния, полученного после обработки магния массой 28,8 г с оксидом кремния (IV) массой 24 г избытком соляной кислоты, при этом выделился водород объемом 14,1 л (н.у)?

Решение:
1. Найдем количество магния:
Количество магния (Mg) = 28,8 г / 24,31 г/моль = 1,186 моль

2. Найдем количество оксида кремния (IV):
Количество оксида кремния (IV) (SiO2) = 24 г / 60,08 г/моль = 0,399 моль

3. Найдем количество кремния:
Количество кремния (Si) = 1,186 моль (так как магний ограничивает реакцию)

4. Найдем количество водорода:
Количество водорода (Н2) = 14,1 л = 0,63 моль (по газовому закону Авогадро)

5. Найдем массу кремния:
Масса кремния (Si) = (28,8 г / 1,186 моль) * 1,186 моль = 28,8 г

Таким образом, масса кремния, полученного после обработки магния, составляет 28,8 г.

Совет: При решении задач количественного анализа в химии важно внимательно следить за балансировкой реакции и правильно использовать стехиометрические коэффициенты. Также полезно обязательно указывать единицы измерения при записи расчетов, чтобы избежать ошибок в конечном результате.

Упражнение: Какова масса алюминия, полученного после обработки железа массой 15 г с гидроксидом алюминия (Al(OH)3) массой 21 г избытком соляной кислоты, при этом выделился водород объемом 10 л (н.у)?
(Масса алюминия (Al) = 26,98 г/моль)