Какова массовая доля кремния в данной смеси, после ее обработки избытком концентрированного раствора гидроксида калия

Данная задача связана с химией и обработкой смеси концентрированным раствором гидроксида калия. Для решения этой задачи нам необходимо применить ряд химических реакций и уравнений. Следуйте моим шагам, чтобы получить полное решение задачи.

Шаг 1: Уравнение реакции

Нам дано, что достаточное количество водорода выделилось для восстановления 32 г Fe2O3 до алюминия.
Восстановление Fe2O3 происходит по следующей реакции:

\[Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O\]

Шаг 2: Расчет количества вещества

Рассчитаем количество вещества Fe2O3, используя молярную массу этого соединения.
Молярная масса Fe2O3 равна 159.69 г/моль.

Количество молей Fe2O3 = масса Fe2O3 / молярная масса Fe2O3
Количество молей Fe2O3 = 32 г / 159.69 г/моль
Количество молей Fe2O3 ≈ 0.2002 моль

Шаг 3: Расчет количества молей гидроксида калия

Учитывая уравнение реакции, видим, что каждая моль Fe2O3 требует 3 моля водорода.
Следовательно, количество молей водорода, выделившегося в реакции, равно:
Количество молей H2 = 3 * количество молей Fe2O3
Количество молей H2 = 3 * 0.2002 моль
Количество молей H2 ≈ 0.6006 моль

Шаг 4: Расчет количества молей гидроксида калия

Учитывая реакцию гидроксида калия с водородом:
2KOH + H2 -> 2H2O + 2K

Из уравнения реакции видно, что каждая моль водорода соответствует 2 молям гидроксида калия.
Следовательно, количество молей гидроксида калия, потребного для реакции, можно выразить следующим образом:

Количество молей KOH = количество молей H2 / 2
Количество молей KOH = 0.6006 моль / 2
Количество молей KOH ≈ 0.3003 моль

Шаг 5: Расчет массы гидроксида калия

Рассчитаем массу гидроксида калия, используя массу KOH и молярную массу KOH.
Молярная масса KOH равна 56.11 г/моль.

Масса KOH = количество молей KOH * молярная масса KOH
Масса KOH = 0.3003 моль * 56.11 г/моль
Масса KOH ≈ 16.87 г

Шаг 6: Расчет массовой доли кремния

Мы имеем смесь, масса которой составляет 21 г.
Массовая доля кремния в смеси вычисляется по следующей формуле:
Массовая доля кремния = (масса кремния / общая масса смеси) * 100%

В нашем случае, нам необходимо определить массу кремния. Чтобы это сделать, вычтем из общей массы смеси массу KOH, которая была использована в реакции.

Масса кремния = общая масса смеси - масса KOH
Масса кремния = 21 г - 16.87 г
Масса кремния ≈ 4.13 г

Теперь мы можем рассчитать массовую долю кремния:

Массовая доля кремния = (масса кремния / общая масса смеси) * 100%
Массовая доля кремния = (4.13 г / 21 г) * 100%
Массовая доля кремния ≈ 19.67%

Итак, массовая доля кремния в данной смеси, после ее обработки избытком концентрированного раствора гидроксида калия, составляет приблизительно 19.67%.