Номер 1230, страница 190 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1230. В лаборатории имеются следующие вещества: оксид натрия, карбонат натрия, гидроксид натрия, оксид кремния(IV), карбонат кальция, оксид кальция, гидроксид кальция. Предложите максимально возможное число способов приготовления из указанных реактивов оконного стекла. Приведите уравнения соответствующих реакций.

Способ 1: Использование оксида натрия, оксида кальция и оксида кремния(IV)

$ \text{Na}_2\text{O} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 $

$ \text{CaO} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 $

Способ 2: Использование оксида натрия, карбоната кальция и оксида кремния(IV)

$ \text{Na}_2\text{O} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 $

$ \text{CaCO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 + \text{CO}_2 $

Способ 3: Использование оксида натрия, гидроксида кальция и оксида кремния(IV)

$ \text{Na}_2\text{O} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 $

$ \text{Ca(OH)}_2 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

Способ 4: Использование карбоната натрия, оксида кальция и оксида кремния(IV)

$ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{CO}_2 $

$ \text{CaO} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 $

Способ 5: Использование карбоната натрия, карбоната кальция и оксида кремния(IV)

$ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{CO}_2 $

$ \text{CaCO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 + \text{CO}_2 $

Способ 6: Использование карбоната натрия, гидроксида кальция и оксида кремния(IV)

$ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{CO}_2 $

$ \text{Ca(OH)}_2 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

Способ 7: Использование гидроксида натрия, оксида кальция и оксида кремния(IV)

$ 2\text{NaOH} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

$ \text{CaO} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 $

Способ 8: Использование гидроксида натрия, карбоната кальция и оксида кремния(IV)

$ 2\text{NaOH} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

$ \text{CaCO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 + \text{CO}_2 $

Способ 9: Использование гидроксида натрия, гидроксида кальция и оксида кремния(IV)

$ 2\text{NaOH} + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

$ \text{Ca(OH)}_2 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{t} \text{CaSiO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

Оконное стекло, также известное как натриево-кальциево-силикатное стекло, является аморфным веществом, получаемым путем сплавления нескольких компонентов. Его состав можно условно выразить формулой $Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2$. Для его синтеза необходимы три основных компонента: источник оксида натрия ($Na_2O$), источник оксида кальция ($CaO$) и оксид кремния(IV) ($SiO_2$), который является кислотным оксидом и основой стекла.

Из предложенного списка веществ можно выделить следующие группы реагентов-источников:

• Источники $Na_2O$: оксид натрия ($Na_2O$), карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и гидроксид натрия ($NaOH$). Всего 3 варианта.
• Источники $CaO$: оксид кальция ($CaO$), карбонат кальция ($CaCO_3$) и гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$). Всего 3 варианта.
• Источник $SiO_2$: оксид кремния(IV) ($SiO_2$). Всего 1 вариант.

Чтобы найти максимальное число способов приготовления стекла, необходимо рассмотреть все возможные комбинации реагентов, взяв по одному из каждой группы. Общее число комбинаций (способов) будет равно произведению числа вариантов для каждого оксида: $3 \times 3 \times 1 = 9$.

Ниже приведены все 9 возможных способов с соответствующими уравнениями реакций, протекающих при высокой температуре (сплавлении).

Способ 1

Используются оксид натрия, оксид кальция и оксид кремния(IV). $$Na_2O + CaO + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2$$

Способ 2

Используются оксид натрия, карбонат кальция и оксид кремния(IV). $$Na_2O + CaCO_3 + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + CO_2\uparrow$$

Способ 3

Используются оксид натрия, гидроксид кальция и оксид кремния(IV). $$Na_2O + Ca(OH)_2 + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + H_2O\uparrow$$

Способ 4

Используются карбонат натрия, оксид кальция и оксид кремния(IV). $$Na_2CO_3 + CaO + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + CO_2\uparrow$$

Способ 5

Используются карбонат натрия, карбонат кальция и оксид кремния(IV). Это является классическим промышленным методом получения содово-известкового стекла. $$Na_2CO_3 + CaCO_3 + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + 2CO_2\uparrow$$

Способ 6

Используются карбонат натрия, гидроксид кальция и оксид кремния(IV). $$Na_2CO_3 + Ca(OH)_2 + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + CO_2\uparrow + H_2O\uparrow$$

Способ 7

Используются гидроксид натрия, оксид кальция и оксид кремния(IV). $$2NaOH + CaO + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + H_2O\uparrow$$

Способ 8

Используются гидроксид натрия, карбонат кальция и оксид кремния(IV). $$2NaOH + CaCO_3 + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + H_2O\uparrow + CO_2\uparrow$$

Способ 9

Используются гидроксид натрия, гидроксид кальция и оксид кремния(IV). $$2NaOH + Ca(OH)_2 + 6SiO_2 \xrightarrow{t^\circ} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + 2H_2O\uparrow$$

Ответ: максимально возможное число способов приготовления оконного стекла из указанных реактивов равно 9.