Сколько граммов силицида магния необходимо для получения газа силана объемом 5,6 л (н. у.) и какой объем серной кислоты (пл. 1,3) с массовой долей H2SO4 40% будет использован в этом процессе?

Химия 9 класс Реакции с водородом и получение силана силицид магния газ силан объем серной кислоты H2SO4 40% химические реакции расчеты в химии Объём газа масса реагентов Новый

Для решения данной задачи необходимо провести несколько шагов, включая расчет количества силицида магния, необходимого для получения газа силана, а также объем серной кислоты, который потребуется для реакции.

Шаг 1: Определение реакции

Сначала нужно записать уравнение реакции, в которой силицид магния (Mg2Si) реагирует с серной кислотой (H2SO4) для получения силана (SiH4) и сульфата магния (MgSO4).

Mg2Si + 2H2SO4 → 2MgSO4 + SiH4 + 2H2O

Шаг 2: Определение количества силана

По условию задачи нам нужно получить 5,6 л силана при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Таким образом, мы можем найти количество молей силана:

1. Количество молей SiH4 = Объем SiH4 / 22,4 л = 5,6 л / 22,4 л ≈ 0,25 моль.

Шаг 3: Определение количества силицида магния

Согласно уравнению реакции, 1 моль Mg2Si дает 1 моль SiH4. Таким образом, для получения 0,25 моль SiH4 нам потребуется 0,25 моль Mg2Si.

Теперь найдем массу силицида магния. Молярная масса Mg2Si:

• Mg: 24,3 г/моль (2 атома) = 48,6 г/моль
• Si: 28,1 г/моль (1 атом) = 28,1 г/моль
• Итого: 48,6 г/моль + 28,1 г/моль = 76,7 г/моль.

Теперь можем найти массу Mg2Si:

1. Масса Mg2Si = Количество молей × Молярная масса = 0,25 моль × 76,7 г/моль = 19,175 г.

Шаг 4: Определение объема серной кислоты

Теперь найдем, сколько серной кислоты нам нужно для реакции. Согласно уравнению реакции, на 1 моль Mg2Si требуется 2 моль H2SO4. Значит, для 0,25 моль Mg2Si потребуется:

1. Количество H2SO4 = 0,25 моль × 2 = 0,5 моль.

Теперь найдем массу серной кислоты. Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль. Следовательно:

1. Масса H2SO4 = 0,5 моль × 98 г/моль = 49 г.

Теперь, зная массовую долю H2SO4 в растворе, можем найти объем раствора. Массовая доля H2SO4 = 40%, значит, в 100 г раствора содержится 40 г H2SO4.

1. Объем раствора = Масса раствора / Плотность раствора = 49 г / (0,4) = 122,5 г раствора.

Теперь найдем объем раствора с учетом его плотности (1,3 г/мл):

1. Объем раствора = Масса раствора / Плотность = 122,5 г / 1,3 г/мл ≈ 94,23 мл.

Ответ:

Для получения 5,6 л газа силана необходимо 19,175 г силицида магния и примерно 94,23 мл серной кислоты (пл. 1,3 г/мл) с массовой долей H2SO4 40%.