Номер 1199, страница 186 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1199. Кремний реагирует только с одним представителем галогеноводородов — фтороводородом:

$ \text{Si} + \text{HF} \rightarrow \text{H}_2\text{SiF}_6 + \text{H}_2. $

Какой объём (н. у.) водорода выделится при взаимодействии кремния массой 44,8 г с избытком фтороводорода?

Дано:

$m(Si) = 44,8 \text{ г}$

Фтороводород ($HF$) в избытке

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Сначала необходимо уравнять химическое уравнение реакции. В условии дана схема реакции:

$Si + HF \rightarrow H_2SiF_6 + H_2$

Расставим коэффициенты, чтобы число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения было одинаковым. Сбалансированное уравнение реакции выглядит так:

$Si + 6HF \rightarrow H_2SiF_6 + 2H_2$

2. Найдем молярную массу кремния ($Si$) по периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

$M(Si) = 28 \text{ г/моль}$

3. Рассчитаем количество вещества (число моль) кремния, вступившего в реакцию, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Si) = \frac{m(Si)}{M(Si)} = \frac{44,8 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 1,6 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества выделившегося водорода ($H_2$). Соотношение количеств вещества кремния и водорода равно их стехиометрическим коэффициентам в уравнении:

$\frac{n(Si)}{1} = \frac{n(H_2)}{2}$

Отсюда количество вещества водорода:

$n(H_2) = 2 \cdot n(Si) = 2 \cdot 1,6 \text{ моль} = 3,2 \text{ моль}$

5. Теперь можно найти объём водорода. Так как реакция проходит при нормальных условиях (н. у.), мы можем использовать молярный объем газа, который при н. у. равен $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$. Объём газа вычисляется по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 3,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 71,68 \text{ л}$

Ответ: объём выделившегося водорода составляет 71,68 л.