Номер 579, страница 106 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

579. В промышленности кремний получают восстановлением оксида кремния(IV) избытком углерода (в виде кокса) при высокой температуре в электропечах. Составьте уравнение этой химической реакции (углерод окисляется до угарного газа). Вычислите, кремний какой максимальной массой можно получить из его оксида массой $2.40$ т.

Составьте уравнение этой химической реакции (углерод окисляется до угарного газа).

В промышленности кремний получают восстановлением его оксида (кремнезёма $SiO_2$) углеродом (коксом) при нагревании в электропечах. В ходе этой реакции кремний восстанавливается из оксида, а углерод, являясь восстановителем, окисляется до оксида углерода(II), или угарного газа ($CO$).

Уравнение химической реакции:

$SiO_2 + 2C \xrightarrow{t^\circ} Si + 2CO\uparrow$

Ответ: $SiO_2 + 2C \rightarrow Si + 2CO$.

Вычислите, кремний какой максимальной массой можно получить из его оксида массой 2,40 т.

$m(SiO_2) = 2,40 \text{ т}$

$1 \text{ т} = 1000 \text{ кг} = 1 \cdot 10^6 \text{ г}$

$m(SiO_2) = 2,40 \cdot 10^6 \text{ г}$

Найти:

$m(Si) - ?$

Решение:

1. Расчеты будем проводить на основе составленного уравнения реакции:

$SiO_2 + 2C \rightarrow Si + 2CO$

2. Найдем молярные массы оксида кремния(IV) ($SiO_2$) и кремния ($Si$). Используем относительные атомные массы из периодической таблицы: $Ar(Si) = 28$, $Ar(O) = 16$.

$M(SiO_2) = Ar(Si) + 2 \cdot Ar(O) = 28 + 2 \cdot 16 = 60 \text{ г/моль}$

$M(Si) = Ar(Si) = 28 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) оксида кремния(IV), содержащегося в 2,40 т:

$n(SiO_2) = \frac{m(SiO_2)}{M(SiO_2)} = \frac{2,40 \cdot 10^6 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 0,04 \cdot 10^6 \text{ моль} = 40000 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, из 1 моль $SiO_2$ образуется 1 моль $Si$. Следовательно, количество вещества кремния будет равно количеству вещества оксида кремния:

$\frac{n(SiO_2)}{1} = \frac{n(Si)}{1}$

$n(Si) = n(SiO_2) = 40000 \text{ моль}$

5. Теперь можем рассчитать массу кремния, которую можно получить:

$m(Si) = n(Si) \cdot M(Si) = 40000 \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} = 1120000 \text{ г}$

6. Переведем полученную массу из граммов в тонны:

$m(Si) = 1120000 \text{ г} = 1120 \text{ кг} = 1,12 \text{ т}$

Ответ: максимальная масса кремния, которую можно получить, составляет 1,12 т.