1800 г оксида кремния (IV) сплавили с избытком гидроксида калия, получив в результате реакции силикат калия массой 3,82 кг. Определите выход продукта реакции.

Для решения задачи нужно использовать данные о реакции и соотношении массы исходных веществ и продуктов реакции. Сначала запишем химическое уравнение реакции:

Это уравнение показывает, что один моль оксида кремния (SiO2) реагирует с двумя молями гидроксида калия (KOH), образуя силикат калия (K2SiO3) и воду.

1. Молекулярные массы веществ:

   • Молекулярная масса SiO2 = 28,09 (Si) + 2 × 16,00 (O) = 60,09 г/моль

   • Молекулярная масса KOH = 39,10 (K) + 16,00 (O) + 1,008 (H) = 56,108 г/моль

   • Молекулярная масса K2SiO3 = 2 × 39,10 (K) + 28,09 (Si) + 3 × 16,00 (O) = 174,28 г/моль

2. Перевод массы SiO2 в моли:
   Масса оксида кремния в задаче составляет 1800 г. Определим количество вещества SiO2 в молях:

   $$n_{SiO_2} = \frac{1800}{60,09} \approx 29,98 \text{ моль}$$

3. Молекулы K2SiO3, которые образуются:
   Согласно уравнению реакции, из 1 моль SiO2 образуется 1 моль K2SiO3. Следовательно, количество вещества силикат калия в молях также равно 29,98 моль.

4. Масса образующегося силикат калия:
   Масса K2SiO3, образующегося из 29,98 моль, рассчитывается по формуле:

   $$m_{K_2SiO_3} = n_{K_2SiO_3} \times M_{K_2SiO_3} = 29,98 \times 174,28 \approx 5226,6 \text{ г} = 5,23 \text{ кг}$$

5. Выход силикат калия:
   В задаче указано, что фактически был получен 3,82 кг силикат калия. Теперь рассчитаем выход продукта реакции, который равен отношению массы полученного продукта к теоретически возможному выходу:

   $$\text{Выход} = \frac{m_{\text{фактическое}}}{m_{\text{максимальное}}} \times 100 = \frac{3,82}{5,23} \times 100 \approx 73,0\%$$

Таким образом, выход продукта реакции составляет примерно 73%.