Question

К раствору массой 130 г с массовой долей K2SiO3, равной 3,85 %, добавили раствор массой 89,5 г, содержащий серную кислоту химическим количеством 2,0 ммоль. В результате реакции выпал осадок, который отфильтровали и прокалили. Рассчитайте массу полученного твёрдого остатка.

Answer 1

дано:  
масса раствора K2SiO3 = 130 г  
массовая доля K2SiO3 = 3,85%  
масса раствора H2SO4 = 89,5 г  
количество H2SO4 = 2,0 ммоль = 0,002 моль  

найти:  
массу полученного твёрдого остатка после прокаливания.

решение:  
1. Рассчитаем массу K2SiO3 в растворе:  
масса K2SiO3 = 130 г * 0,0385 = 5,005 г

2. Определим количество молей K2SiO3:  
молярная масса K2SiO3 = 2 * 39 (K) + 28 (Si) + 3 * 16 (O) = 78 + 28 + 48 = 154 г/моль  
количество K2SiO3 = 5,005 г / 154 г/моль ≈ 0,0325 моль

3. Уравнение реакции между K2SiO3 и H2SO4:  
K2SiO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2SiO3

4. В данной реакции на 1 моль K2SiO3 требуется 1 моль H2SO4. Из имеющихся данных определим, какой реагент является лимитирующим:
- количество K2SiO3 = 0,0325 моль
- количество H2SO4 = 0,002 моль

Так как 0,002 моль H2SO4 меньше, чем 0,0325 моль K2SiO3, то H2SO4 является лимитирующим реагентом.

5. Количество H2SiO3, образуемого из H2SO4:  
так как на 1 моль H2SO4 образуется 1 моль H2SiO3, то количество H2SiO3 = 0,002 моль.

6. При прокаливании H2SiO3 превращается в SiO2:  
H2SiO3 → SiO2 + H2O  
Следовательно, количество SiO2 будет равно количеству H2SiO3:  
количество SiO2 = 0,002 моль.

7. Рассчитаем массу SiO2:  
молярная масса SiO2 = 28 (Si) + 2 * 16 (O) = 28 + 32 = 60 г/моль  
масса SiO2 = 0,002 моль * 60 г/моль = 0,12 г.

ответ:  
масса полученного твёрдого остатка (SiO2) после прокаливания ≈ 0,12 г.