Задача 1
Условие (кратко)
Кремний получают восстановлением оксида кремния(IV) магнием. Какие массы песка (96 % SiO₂) и магния нужны для получения 84 г кремния?
Решение
Дано
- \(m(\mathrm{Si}) = 84\) г
- \(w(\mathrm{SiO_2}) = 0{,}96\)
Найти
- \(m(\text{песка})\)
- \(m(\mathrm{Mg})\)
\[\mathrm{\overset{+4}{Si}O_2 + 2\overset{0}{Mg} \xrightarrow{t} \overset{0}{Si} + 2\overset{+2}{Mg}O}\]
Электронный баланс: \(\mathrm{\overset{+4}{Si} + 4e^- \rightarrow \overset{0}{Si}}\) (окислитель), \(\mathrm{\overset{0}{Mg} - 2e^- \rightarrow \overset{+2}{Mg}}\), ×2 (восстановитель).
\(n(\mathrm{Si}) = \dfrac{84}{28} = 3\) моль; \(n(\mathrm{SiO_2}) = 3\) моль; \(n(\mathrm{Mg}) = 2 \cdot 3 = 6\) моль.
\(m(\mathrm{SiO_2}) = 3 \cdot 60 = 180\) г; \(m(\text{песка}) = \dfrac{180}{0{,}96} = 187{,}5\) г.
\(m(\mathrm{Mg}) = 6 \cdot 24 = 144\) г.
Ответ
187,5 г песка и 144 г магния
Почему так
По уравнению на 1 моль кремния расходуются 1 моль SiO₂ и 2 моль Mg; массу песка находят делением массы SiO₂ на его долю.
Подробнее — в теме «Получение неметаллов».