3. Какая масса кремния была получена после обработки смеси избытком соляной кислоты, если прокалили магний массой 28,8

Для решения данной задачи сначала необходимо составить уравнение химической реакции, затем определить количество веществ, участвующих в реакции, и, наконец, расчитать массу кремния, полученного после обработки смеси соляной кислоты.

Шаг 1: Составление уравнения реакции

Исходя из условия задачи, кремний (Si) вступает в реакцию с соляной кислотой (HCl):

\(Si + 4HCl \rightarrow SiCl_4 + 2H_2\)

Шаг 2: Определение количества веществ

По данному условию известна масса магния, который прокалили, а также масса оксида кремния (IV) и объем выделившегося водорода. Сначала найдем количество веществ магния:

\(n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{M_{Mg}}\)

где \(m_{Mg} = 28,8\) г – масса магния, а

\(M_{Mg} = 24,31 \, \text{г/моль}\) – молярная масса магния.

Подставляя значения, получаем:

\(n_{Mg} = \frac{28,8}{24,31} \approx 1,186\) моль.

Затем найдем количество веществ оксида кремния (IV):

\(n_{SiO_2} = \frac{m_{SiO_2}}{M_{SiO_2}}\)

где \(m_{SiO_2} = 24\) г – масса оксида кремния, а

\(M_{SiO_2} = 60,08 \, \text{г/моль}\) – молярная масса оксида кремния.

Подставляя значения, получаем:

\(n_{SiO_2} = \frac{24}{60,08} \approx 0,399\) моль.

Теперь посмотрим на реакцию и обратим внимание на стехиометрию. Из одной моли магния получается одна моль оксида кремния:

\(Si + 2Mg \rightarrow SiO_2 + 2Mg\)

Это значит, что количество магния в реакции равно количеству оксида кремния:

\(n_{Mg} = n_{SiO_2}\).

Значит, мы получили, что в обрабатываемой смеси было \(n_{SiO_2} \approx 0.399\) моль оксида кремния.

Шаг 3: Расчет массы кремния

Теперь мы можем использовать мольную массу кремния (Si), чтобы рассчитать его массу:

\(m_{Si} = n_{Si} \cdot M_{Si}\)

где \(M_{Si} = 28,09 \, \text{г/моль}\) – молярная масса кремния.

Подставляя значения, получаем:

\(m_{Si} = 0.399 \cdot 28,09 \approx 11.2\) г.

Таким образом, масса кремния, полученного после обработки смеси, составляет примерно 11.2 г.