Номер 581, страница 106 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

581. Силиконы имеют широкое промышленное применение. Они используются в качестве технических масел, смазочных веществ, изоляторов и в других областях производства. Их получают из хлоросиланов, например диметилхлорсилана $(CH_3)_2SiCl_2$. Последний синтезируют следующим образом: $Si + 2CH_3Cl \rightarrow (CH_3)_2SiCl_2$ при $Cu$ $300^\circ C$. Кремний какой массой необходим для получения диметилхлорсилана массой 246 т?

Дано:

Масса диметилхлоросилана $m((CH_3)_2SiCl_2) = 246 \text{ т}$

Уравнение реакции: $Si + 2CH_3Cl \rightarrow (CH_3)_2SiCl_2$

Найти:

Массу кремния $m(Si)$ — ?

Решение:

1. Для решения задачи воспользуемся уравнением химической реакции. Сначала рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчете: кремния $(Si)$ и диметилхлоросилана $((CH_3)_2SiCl_2)$. Будем использовать относительные атомные массы из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, округленные до целых значений (для хлора — до десятых): $A_r(Si)=28$, $A_r(C)=12$, $A_r(H)=1$, $A_r(Cl)=35.5$.

Молярная масса кремния:

$M(Si) = 28 \text{ г/моль}$

Молярная масса диметилхлоросилана:

$M((CH_3)_2SiCl_2) = 2 \cdot A_r(C) + 6 \cdot A_r(H) + A_r(Si) + 2 \cdot A_r(Cl) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 28 + 2 \cdot 35.5 = 24 + 6 + 28 + 71 = 129 \text{ г/моль}$

2. Согласно уравнению реакции $Si + 2CH_3Cl \rightarrow (CH_3)_2SiCl_2$, из 1 моль кремния $(Si)$ образуется 1 моль диметилхлоросилана $((CH_3)_2SiCl_2)$. Это означает, что 28 г кремния теоретически образуют 129 г диметилхлоросилана.

3. Составим пропорцию для нахождения массы кремния ($m(Si)$), необходимой для получения 246 т диметилхлоросилана. Расчет можно вести в тоннах, так как отношение масс будет таким же, как и отношение их молярных масс.

$\frac{m(Si)}{M(Si)} = \frac{m((CH_3)_2SiCl_2)}{M((CH_3)_2SiCl_2)}$

Подставим известные значения:

$\frac{m(Si)}{28} = \frac{246 \text{ т}}{129}$

4. Выразим искомую массу кремния $m(Si)$:

$m(Si) = \frac{246 \text{ т} \cdot 28}{129} = \frac{6888}{129} \text{ т} \approx 53.395 \text{ т}$

Округляя результат до десятых, получаем 53.4 т.

Ответ: для получения 246 т диметилхлоросилана необходим кремний массой 53.4 т.