Кремний, полученный из кремний (IV) оксида массой 30 г за реакцией восстановления карбон (II) оксидом, сплавили с магнием. К продукту реакции долили хлоридную кислоту (в избытке). Определите объем газа (н.у.), который выделится при этом. Напишите уравнения всех указанных реакций.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Уравнение реакции восстановления кремния(IV) оксида карбон (II) оксидом
SiO2 + 2CO -> Si + 2CO2

Уравнение реакции сплавления кремния с магнием
Si + 2Mg -> Mg2Si

Уравнение реакции действия хлоридной кислоты на магний
2HCl + Mg -> MgCl2 + H2

Так как мольный объем газа при стандартных условиях (н.у.) составляет 22,4 л/моль, то объем выделившегося водорода (H2) можно определить следующим образом. Одна моль магния реагирует с двумя молями HCl (из уравнения), выпуская один моль водорода. Если мы знаем количество магния, принятые HCl и объем выпущенного водорода равен 1 к 1, 1 моль магния будет порождать 1 моль водорода.

Дано
Масса SiO2 = 30
Молярная масса Si = 28,1 г/мол
Масса Mg = ? (т.к. не дано
Mg + 2HCl -> MgCl2 + H
1 моль Mg формирует 1 моль H2 (н.у.) или 22,4 л при стандартных условиях

Вычислим количество молей SiO2
n(SiO2) = m(SiO2) / M(SiO2) = 30 г / 60 g/mol = 0,5 моль

Рассчитаем массу магния, используемую для сплавления
m(Mg) = n(SiO2) M(Mg) / 2 = 0,5 24,31 / 2 = 12,15 г

Теперь рассчитаем количество молей магния
n(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 12,15 г / 24,31 г/моль = 0,5 моль

Из уравнения реакции с хлоридной кислотой видно, что 1 моль магния порождает 1 моль H2. Таким образом, количество молей H2 равно количеству молей магния (0,5), и объем водорода будет 0,5 * 22,4 л = 11,2 л.