дано:
- масса магния (Mg) = 2,40 г.
- масса кремния (Si) = 0,70 г.
найти:
- объём силана (SiH4), выделившегося в результате реакции, при нормальных условиях.
решение:
1. Сначала найдем количество моль магния и кремния:
Молярная масса Mg = 24,3 г/моль.
Молярная масса Si = 28 г/моль.
Количество моль Mg = масса Mg / молярная масса Mg = 2,40 г / 24,3 г/моль ≈ 0,0988 моль.
Количество моль Si = масса Si / молярная масса Si = 0,70 г / 28 г/моль ≈ 0,025 моль.
2. В реакции образуется силицид магния (Mg2Si). Соотношение между магнием и кремнием в этом соединении:
2Mg + Si → Mg2Si.
Для образования 1 моль Mg2Si требуется 2 моль Mg и 1 моль Si.
3. Найдём, сколько моль Mg2Si можно получить из имеющихся количеств Mg и Si:
- Из 0,0988 моль Mg получим 0,0988 / 2 = 0,0494 моль Mg2Si.
- Из 0,025 моль Si получится 0,025 моль Mg2Si.
4. Ограничивающим реагентом является кремний (Si), так как он позволяет образовать меньшее количество Mg2Si — 0,025 моль.
5. Теперь определим количество выделившегося силана (SiH4):
Mg2Si + 4HCl → 2SiH4 + 2MgCl2.
Из уравнения видно, что 1 моль Mg2Si дает 2 моль SiH4.
Следовательно, из 0,025 моль Mg2Si будет выделяться:
n(SiH4) = 2 * n(Mg2Si) = 2 * 0,025 моль = 0,050 моль.
6. Теперь найдем объём SiH4 при нормальных условиях:
Объём 1 моль газа при н. у. составляет 22,4 л.
Объём SiH4 = n(SiH4) * 22,4 л/моль = 0,050 моль * 22,4 л/моль = 1,12 л.
ответ: Объём силана, выделившегося в результате эксперимента, составляет 1,12 л.