Question

Чистый кремний получают восстановлением хлорида кремния(IV) водородом при повышенной температуре: SiCl4 + H2 → Si + HCl↑. Рассчитайте, какая масса водорода потребуется для реакции с хлоридом кремния(IV) массой 250 г и какая масса кремния при этом будет получена.

Answer 1

дано:
- масса хлорида кремния(IV) (SiCl4) = 250 г.

найти:
- массу водорода (H2), необходимую для реакции,
- массу получаемого кремния (Si).

решение:
1. Сначала найдем молярную массу хлорида кремния(IV):
   Молярная масса SiCl4 = молярная масса Si + 4 * молярная масса Cl
   (молярная масса Si = 28 г/моль, молярная масса Cl = 35,5 г/моль).
   Молярная масса SiCl4 = 28 г/моль + 4 * 35,5 г/моль = 28 + 142 = 170 г/моль.

2. Теперь найдем количество моль SiCl4 в 250 г:
   Количество моль SiCl4 = масса SiCl4 / молярная масса SiCl4 = 250 г / 170 г/моль ≈ 1,47 моль.

3. По уравнению реакции:
   SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl.
   Из уравнения видно, что на 1 моль SiCl4 требуется 2 моль H2.

4. Следовательно, количество моль H2, необходимое для реакции с 1,47 моль SiCl4:
   Количество моль H2 = 2 * 1,47 моль = 2,94 моль.

5. Теперь найдем массу водорода:
   Молярная масса H2 = 2 г/моль.
   Масса H2 = количество моль H2 * молярная масса H2 = 2,94 моль * 2 г/моль = 5,88 г.

6. Теперь найдем массу получаемого кремния:
   По уравнению реакции 1 моль SiCl4 дает 1 моль Si.
   Следовательно, количество моль Si, получаемое из 1,47 моль SiCl4:
   Количество моль Si = 1,47 моль.

7. Теперь найдем массу кремния:
   Масса Si = количество моль Si * молярная масса Si = 1,47 моль * 28 г/моль = 41,16 г.

ответ: Для реакции с 250 г хлорида кремния(IV) потребуется 5,88 г водорода, будет получено 41,16 г кремния.