Какова масса полученного кремния при реакции, в которой взаимодействуют 60 г кремнезема и 20 г кокса, содержащего

Тема занятия: Масса полученного кремния при реакции

Разъяснение: В данной задаче мы должны вычислить массу полученного кремния при реакции, используя известные данные о массе кремнезема и кокса, а также их составе и выход продукта. Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения массы.

Сначала определим количество углерода, содержащегося в 20 г кокса. Поскольку кокс содержит 90% углерода, то количество углерода равно 20 г * 0.9 = 18 г.

Затем определим, каков будет количество кремния, приняв во внимание реакцию между кремнеземом и углеродом. Уравнение реакции имеет вид:

SiO2 + 2C -> Si + 2CO

Масса кремнезема SiO2 составляет 60 г. Согласно уравнению реакции, соотношение между кремнеземом и кремнием равно 1:1. Таким образом, количество кремния будет равно 60 г.

Зная количество углерода (18 г) и кремния (60 г), мы можем определить массу полученного кремния, учитывая, что выход продукта составляет 90%. Масса полученного кремния будет равна 60 г * 0.9 = 54 г.

Например: Какова масса полученного кремния при реакции, в которой взаимодействуют 40 г кремнезема и 10 г кокса, содержащего 80% углерода, и при условии, что реакция протекает с 95% выходом продукта?

Совет: Для успешного решения подобных задач по химии, необходимо хорошо знать балансировку химических уравнений и основные законы химии, такие как закон сохранения массы. Помните также, что процент выхода продукта означает, какую долю продукта получили от исходных реагентов.

Дополнительное задание: Какова масса полученного кремния при реакции, в которой взаимодействуют 80 г кремнезема и 25 г кокса, содержащего 85% углерода, и при условии, что реакция протекает с 80% выходом продукта?

Содержание: Масса полученного кремния при реакции

Описание: Для решения данной задачи необходимо использовать концепции химических реакций и расчетов по массе.

Сначала найдем количество углерода, содержащегося в коксе. Для этого умножим массу кокса на его содержание углерода в процентах: 20 г x 90% = 18 г.

Затем рассчитаем молярные массы кремнезема и углерода. Молярная масса кремнезема (SiO2) равна 60 г/моль, а молярная масса углерода (C) равна 12 г/моль.

Теперь составим уравнение реакции, зная, что кремнезем (SiO2) и углерод (C) реагируют, образуя кремний (Si) и угарный газ (CO):

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Следовательно, мольное отношение между кремнеземом и углеродом составляет 1:2.

Теперь определим количество моль кремнезема и углерода, используя их массы и молярные массы:

Моль кремнезема = масса кремнезема / молярная масса кремнезема = 60 г / 60 г/моль = 1 моль
Моль углерода = масса углерода / молярная масса углерода = 18 г / 12 г/моль = 1,5 моль

Согласно уравнению реакции, каждый моль кремнезема требует 2 моля углерода. Поскольку у нас есть 1 моль кремнезема и 1,5 моль углерода, углерода нам хватит только на половину количества кремния.

Так как реакция протекает с 90% выходом продукта, масса полученного кремния будет равна 90% от массы, которая была бы образована при полном реагировании:

Масса полученного кремния = 0,90 x (масса кремнезема - 0,5 x молярная масса кремния) = 0,90 x (60 г - 0,5 x 28 г/моль) = 0,90 x 46 г = 41,4 г.

Например:
Задача: Какова масса полученного кремния при реакции, в которой взаимодействуют 60 г кремнезема и 20 г кокса, содержащего 90% углерода, и при условии, что реакция протекает с 90% выходом продукта?

Совет: Для успешного решения таких задач полезно разбить их на шаги. Вначале определите количество моль каждого вещества, используя их массы и молярные массы. Затем используйте соотношение реакции для определения, какие вещества ограничивают реакцию. Наконец, примените процент выхода продукта, чтобы определить массу полученного кремния.

Закрепляющее упражнение:
Если вместо 20 г кокса, содержащего 90% углерода, было использовано 30 г кокса, содержащего 80% углерода, какова была бы масса полученного кремния при тех же условиях выхода продукта?