При действии на смесь кремния,углерода и цинка массой 10,5 г гидроксидом калия с массовой долей КОН 40% (плотность 1,2 г/см3) выделился газ объемом 6,72 л (н.у).При обработке такой же массы смеси избытком раствора соляной кислоты выделился газ
объемом 2,24 л.Вычеслите массовую долю кремния(%) в смеси и объем израсходованного раствора КОН.
Масса смеси (кремнием, углеродом и цинком) = 10,5 г
Для решения этого вопроса, нам понадобится использовать такие понятия, как молярная масса и уравнение реакции.
Первым делом, нужно найти количество вещества гидроксида калия (КОН), которое реагировало с смесью. Для этого используем уравнение реакции:
КОН + Si + C + Zn -> K2SiO3 + Zn + CH4
Учитывая, что массовая доля КОН составляет 40%, мы можем вычислить массу КОН:
Масса КОН = 40% * 10,5 г = 4,2 г
Теперь нам нужно найти количество молей КОН, используя его молярную массу:
Молярная масса КОН = 39,1 г/моль + 16,0 г/моль + 1,0 г/моль = 56,1 г/моль
Количество молей КОН = Масса КОН / Молярная масса КОН = 4,2 г / 56,1 г/моль = 0,075 моль
Информация о газе объемом 6,72 л (н.у) позволяет нам найти его количество молей, используя идеальный газовый закон:
V = n * RT / P
где:
V - объем газа (6,72 л)
n - количество молей газа
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм / моль * K)
T - температура (н.у. - нормальные условия, 273 К)
P - давление (н.у. - нормальное давление, 1 атм)
Подставляя известные значения, получим:
n = V * P / RT = (6,72 л * 1 атм) / (0,0821 л * атм / моль * K * 273 К) ≈ 0,287 моль
Таким образом, количество молей КОН, которое реагировало с смесью, пропорционально количеству молей газа. А поскольку объем израсходованного раствора КОН два раза меньше, чем в первом случае, мы можем утверждать, что:
Количество молей КОН = 0,287 моль / 2 = 0,1435 моль
Теперь вычислим массу КОН, используя количество молей и молярную массу:
Масса КОН = Количество молей * Молярная масса = 0,1435 моль * 56,1 г/моль = 8,05 г
Теперь мы можем найти массовую долю кремния в смеси:
Массовая доля кремния = (Масса кремния / Масса смеси) * 100% = (10,5 г - Масса КОН) / 10,5 г * 100% = (10,5 г - 8,05 г) / 10,5 г * 100% ≈ 23,5%
Наконец, рассмотрим вторую часть вопроса: объем израсходованного раствора КОН.
Из первой части мы знаем массу КОН (8,05 г). С помощью плотности (1,2 г/см3) мы можем вычислить объем раствора:
Объем раствора = Масса КОН / Плотность = 8,05 г / 1,2 г/см3 ≈ 6,71 см3
Теперь с учетом плотности и объема раствора, мы можем получить объем израсходованного раствора КОН:
Объем израсходованного раствора КОН = 6,71 см3 = 6,71 мл
В итоге, получим:
- Массовая доля кремния в смеси составляет примерно 23,5%.
- Объем израсходованного раствора КОН равен примерно 6,71 мл.