При обработке разбавленной серной кислотой смеси алюминия и кремния выделилось 13,44 л газа. при обработке такой же смеси такой же массы избытком раствора гидроксида натрия выделилось 17,92 л газа. рассчитайте массовую долю кремния в исходной смеси!

1.        кремний с серной кислотой не реагирует. алюминий же в ней растворяется с выделением водорода:

2 al      +        3 h2so4     =    al2(so4)3 + 3 h2 ↑

2 моль                                                                                              3 моль

х моль                                                                                                0,6 моль

количество вещества водорода равно 13,44 л/ 22,4 л/моль = 0,6 моль.

количество вещества алюминия по уравнению реакции равно:

х = 2*0,6/3 = 0,4 моль

2.        кремний и алюминий растворяются в щелочах с выделением водорода

2al + 2naoh + 6h2o    =      2 k[al(oh)4] + 3h2 ↑

si + 2naoh + h2o = na2sio3  + h2 ↑

количество вещества водорода равно 17,92 л/ 22,4 л/моль = 0,8 моль.

из них 0,6 моль выделилось за счет реакции с алюминием (поскольку для второго опыта был взят образец той же смеси алюминия и кремния такой же массы). значит, за счет реакции кремния с щелочью выделилось 0,2 моль водорода.

si                   +      2naoh   +   h2o   =   na2sio3  +   h2 ↑

1 моль                                                                                                                    1 моль

у моль                                                                                                                    0,2 моль    

количество вещества кремния согласно уравнению реакции также равно 0,2 моль.

состав смеси: 0,2 моль si, 0,4 моль al

для определения массовой перейдем от количества вещества к массе вещества

m(si) = n(si)*m(si) = 0,2 моль * 28,1 г/моль = 5,62 г.

m(al) = n(al)*m(al) = 0,4 моль * 27,0 г/моль = 10,8 г.

масса образцов m = m(si) + m(al) = 5.62 + 10.8 = 16.42 г.

массовая доля кремния w(si) = m(si) / m = 5.62 г / 16.42 г = 0,342 = 34,2%