Question

Имеется смесь кремния, алюминия и карбоната кальция. при обработки смеси раствором щелочи выделяется 33,6 л (н.у.) газа, а при обработке такого же количества исходной смеси раствором соляной кислоты выделяется 24,64 л (н. при пропускании газа через раствор гидроксида кальция образуется 16,2 г гидрокарбоната кальция. определить массовую долю кремния в данной смеси

Answer 1

Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂↑
n(Si) = n(H₂)/2
2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑
n(Al)/2 = n(H2)/3 
CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂+ CO₂↑ + H₂O
n(CaCO₃) = n(CO₂)
2Al + 6HCl = AlCl₃ + 3H₂↑
n(Al)/2 = n(H₂)/3
2CO₂ + Ca(OH)₂ = Ca(HCO₃)₂
n(CO₂)/2 = n(Ca(HCO₃)₂)
n(Ca(HCO₃)₂) =m/M = 16,2 г/162 г/моль = 0,1 моль
n(CO2) = 2*n(Ca(HCO₃)₂) = 0,1 моль*2 = 0,2 моль
n(CaCO₃) = n*M = 0,2моль*100 г/моль = 20 г.
V(CO₂) = n*Vm = 0,2 моль*22,4 л/моль = 4,48 л
V₁(H₂) = 24,64 - 4,48 л = 20,16 л
n₁(H₂) = V/Vm = 20,16л/22,4л/моль= 0,9 моль, тогда
n(Al) = 2/3*n(H₂) = 0,9 моль*2/3 = 0,6 моль
m(Al) = n*M = 0,6 моль*27 г/моль = 16,2 г.
n₂(H₂)/3 = n(Al)/2
n₂(H₂) = 3/2*n(Al) = 3*0,6моль/2 = 0,9 моль -- кол-во молей водорода, которое выделяется при взаимодействии алюминия со щелочью, тогда
V₂(H₂) = 0,9 моль*22,4 = 20,16 л.
V₃(H₂) = 33,6л - 20.16 л. = 13,44л. -- объём водорода, который выделяется при взаимодействии кремния с щёлочью
n₃(H₂) = V/Vm = 13,44 л/22,4л/моль = 0,6 моль
n(Si) = n(H₂)/2 = 0,3 моль
m(Si) = n*M = 0,3 моль*28г/моль = 8,4 г.
m(смеси)= m(CaCO₃) + m(Al) + m(Si) = 20 г. + 16.2 г. + 8,4 г. = 44,6 г.
ω(Si) = m(Si)/m(смеси) = 8,4 г/44,6 г. = 0,1883 или 18,83%