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.