Номер 577, страница 106 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

577. Кремний растворяется во фтороводородной кислоте с выделением водорода и образованием новой кислоты $H_2SiF_6$. Водород какой массой образуется при взаимодействии кремния массой 28,0 г с избытком фтороводорода?

Дано:

$m(\text{Si}) = 28,0 \text{ г}$

Фтороводород (HF) взят в избытке.

Найти:

$m(\text{H}_2) - ?$

Решение:

В первую очередь составим уравнение химической реакции. Кремний ($Si$) взаимодействует с фтороводородной кислотой ($HF$), в результате чего образуется гексафторокремниевая кислота ($H_2SiF_6$) и выделяется водород ($H_2$). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

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

Для проведения расчетов нам понадобятся молярные массы кремния и водорода. Найдем их, используя периодическую таблицу химических элементов:

Молярная масса кремния: $M(\text{Si}) \approx 28 \text{ г/моль}$.

Молярная масса молекулярного водорода: $M(\text{H}_2) = 2 \cdot M(\text{H}) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Теперь рассчитаем количество вещества кремния, вступившего в реакцию, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(\text{Si}) = \frac{m(\text{Si})}{M(\text{Si})} = \frac{28,0 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 1,0 \text{ моль}$

Поскольку фтороводородная кислота находится в избытке, кремний является лимитирующим реагентом, и расчет количества продуктов реакции следует вести по нему.

Согласно уравнению реакции, из 1 моль кремния образуется 2 моль водорода. Следовательно, соотношение количеств веществ $n(\text{Si}) : n(\text{H}_2) = 1 : 2$.

Найдем количество вещества образовавшегося водорода:

$n(\text{H}_2) = 2 \cdot n(\text{Si}) = 2 \cdot 1,0 \text{ моль} = 2,0 \text{ моль}$

Наконец, рассчитаем массу водорода, используя формулу $m = n \cdot M$:

$m(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot M(\text{H}_2) = 2,0 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 4,0 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося водорода составляет 4,0 г.