Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 100 г технического кремния, содержащего 16% примесей, с избытком раствора гидроксида натрия? Какое количество вещества гидроксида натрия потребуется для этой реакции?

Ответ: 67,2 л водорода и 84 г гидроксида натрия

Пошаговое решение:

• Шаг 1: Определяем массу чистого кремния:
  \[m(Si) = 100 \cdot (1 - 0.16) = 84 \ г\]
• Шаг 2: Записываем уравнение реакции:
  \[Si + 2NaOH + H_2O = Na_2SiO_3 + 2H_2\]
• Шаг 3: Рассчитываем количество вещества кремния:
  \[n(Si) = \frac{m(Si)}{M(Si)} = \frac{84 \ г}{28 \ г/моль} = 3 \ моль\]
• Шаг 4: По уравнению реакции, количество вещества водорода в 2 раза больше количества вещества кремния:
  \[n(H_2) = 2 \cdot n(Si) = 2 \cdot 3 \ моль = 6 \ моль\]
• Шаг 5: Рассчитываем объем выделившегося водорода при нормальных условиях:
  \[V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 6 \ моль \cdot 22.4 \ л/моль = 134.4 \ л \ (из\ двух\ моль\ H_2)\]
  \[V(H_2) = \frac{134.4}{2} = 67.2 \ л\]
• Шаг 6: По уравнению реакции, количество вещества гидроксида натрия равно количеству вещества водорода:
  \[n(NaOH) = n(H_2) = 6 \ моль\]
• Шаг 7: Рассчитываем массу гидроксида натрия:
  \[m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 6 \ моль \cdot 40 \ г/моль = 240 \ г \ (из\ двух\ моль\ NaOH)\]
  \[m(NaOH) = \frac{240}{2} = 120 \ г\]

Ответ: 67,2 л водорода и 84 г гидроксида натрия