Номер 6, страница 198 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

6. Рассчитайте химические количества карбоната кальция и оксида кремния(IV), необходимые для получения оконного стекла состава $\text{Na}_2\text{O} \cdot \text{CaO} \cdot 6\text{SiO}_2$ массой 2 т.

Дано:

Состав оконного стекла: $Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2$

Масса стекла ($m_{стекла}$) = 2 т

Перевод в систему СИ:

$m_{стекла} = 2 \text{ т} = 2 \cdot 10^3 \text{ кг} = 2 \cdot 10^6 \text{ г}$

Найти:

Химическое количество карбоната кальция $n(CaCO_3)$ — ?

Химическое количество оксида кремния(IV) $n(SiO_2)$ — ?

Решение:

1. Запишем суммарное уравнение реакции получения оконного стекла из кальцинированной соды ($Na_2CO_3$), известняка ($CaCO_3$) и кварцевого песка ($SiO_2$):

$Na_2CO_3 + CaCO_3 + 6SiO_2 \xrightarrow{t} Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2 + 2CO_2\uparrow$

Из этого уравнения видно, что для получения 1 моль стекла требуется 1 моль карбоната кальция и 6 моль оксида кремния(IV).

2. Рассчитаем молярную массу оконного стекла состава $Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2$. Для этого воспользуемся значениями относительных атомных масс элементов (округлёнными до целых): $Ar(Na)=23$, $Ar(Ca)=40$, $Ar(Si)=28$, $Ar(O)=16$.

$M(Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2) = M(Na_2O) + M(CaO) + 6 \cdot M(SiO_2)$

$M(Na_2O) = 2 \cdot 23 + 16 = 62 \text{ г/моль}$

$M(CaO) = 40 + 16 = 56 \text{ г/моль}$

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

$M(Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2) = 62 + 56 + 6 \cdot 60 = 118 + 360 = 478 \text{ г/моль}$

3. Найдем химическое количество (число молей) полученного стекла массой 2 т.

$n = \frac{m}{M}$

$n(Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2) = \frac{m_{стекла}}{M(Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2)} = \frac{2 \cdot 10^6 \text{ г}}{478 \text{ г/моль}} \approx 4184.1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим химические количества исходных веществ — карбоната кальция и оксида кремния(IV).

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции:

$n(CaCO_3) = n(Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2)$

$n(CaCO_3) \approx 4184.1 \text{ моль} \approx 4.18 \text{ кмоль}$

и

$n(SiO_2) = 6 \cdot n(Na_2O \cdot CaO \cdot 6SiO_2)$

$n(SiO_2) \approx 6 \cdot 4184.1 \text{ моль} \approx 25104.6 \text{ моль} \approx 25.1 \text{ кмоль}$

Ответ: для получения 2 т оконного стекла необходимо взять карбонат кальция химическим количеством примерно $4.18$ кмоль и оксид кремния(IV) химическим количеством примерно $25.1$ кмоль.