дано:
массa силикатa калия (K2SiO3) = 12,4 г
массa раствора серной кислоты = 58,8 г
массовая доля серной кислоты = 14,2 %
найти:
массу осадка, образующегося при реакции
решение:
1. Сначала найдем массу серной кислоты в растворе. Для этого используем формулу:
масса H2SO4 = (масса раствора) * (массовая доля H2SO4) / 100
масса H2SO4 = 58,8 г * 14,2 / 100 = 8,3296 г
2. Теперь запишем уравнение реакции между силиката калия и серной кислотой. Реакция проходит по следующему уравнению:
K2SiO3 + H2SO4 → K2SO4 + SiO2 + H2O
Из уравнения видно, что 1 моль силикатa калия реагирует с 1 моль серной кислоты, образуя 1 моль диоксида кремния (SiO2), который будет осадком.
3. Найдем молекулярные массы веществ:
- Молярная масса K2SiO3 = 2*39,1 (K) + 28,1 (Si) + 3*16 (O) = 138,2 г/моль
- Молярная масса H2SO4 = 2*1 (H) + 32,1 (S) + 4*16 (O) = 98,1 г/моль
- Молярная масса SiO2 = 28,1 (Si) + 2*16 (O) = 44,1 г/моль
4. Найдем количество вещества силикатa калия:
n(K2SiO3) = m(K2SiO3) / M(K2SiO3)
n(K2SiO3) = 12,4 г / 138,2 г/моль ≈ 0,0898 моль
5. Найдем количество вещества серной кислоты:
n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4)
n(H2SO4) = 8,3296 г / 98,1 г/моль ≈ 0,0848 моль
6. Определим, какое из веществ является лимитирующим. Поскольку n(H2SO4) < n(K2SiO3), то лимитирующим реагентом является H2SO4.
7. В реакции получаем 1 моль SiO2 на 1 моль H2SO4. Соответственно, количество SiO2, которое образуется, равно количеству H2SO4:
n(SiO2) = n(H2SO4) = 0,0848 моль
8. Найдем массу осадка SiO2:
m(SiO2) = n(SiO2) * M(SiO2)
m(SiO2) = 0,0848 моль * 44,1 г/моль ≈ 3,74 г
ответ:
Масса осадка SiO2 составляет approximately 3,74 г.