Какова массовая доля кремния в смеси, если 21 г смеси, состоящей из кремния и серы, обработали избытком

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать концепцию стехиометрии, так как знаем массу Fe2O3 и количество выделившегося водорода, чтобы найти массовую долю кремния в смеси.

Шаг 1: Найдем количество вещества Fe2O3 (количество вещества A можно вычислить, поделив массу A на молярную массу A). Молярная масса Fe2O3 равна 159.69 г/моль. Поделим массу Fe2O3 на его молярную массу:

\[
\text{Молярное кол-во Fe2O3} = \frac{{32 \text{ г}}}{{159.69 \text{ г/моль}}}
\]

\[
= 0.20056 \text{ моль Fe2O3}
\]

Шаг 2: Запишем сбалансированное уравнение реакции гидроксида калия с кремнием и серой:

\[
\text{Si} + \text{KOH} + \text{S} \rightarrow \text{K2SiO3} + \text{H2O}
\]

Из уравнения видно, что на каждый кремний требуется 2 моля от гидроксида калия. Так как в задаче сказано, что концентрированный раствор гидроксида калия был избыточным, считаем, что вся сера была реагентом ограничения.

Шаг 3: Найдем количество вещества S (сера). Из уравнения реакции видно, что на 1 моль серы требуется 1 моль кремния:

\[
0.20056 \text{ моль Fe2O3} = 0.20056 \text{ моль S}
\]

Шаг 4: Найдем массу кремния в смеси. Масса кремния будет равна разнице между общей массой смеси и массой серы:

\[
\text{Масса кремния} = 21 \text{ г} - \text{Масса серы}
\]

Мы можем найти массу серы, используя ее количество вещества и молярную массу серы, которая равна 32.07 г/моль:

\[
\text{Масса серы} = 0.20056 \text{ моль S} \times 32.07 \text{ г/моль}
\]

\[
= 6.423 \text{ г серы}
\]

Теперь, найдем массу кремния:

\[
\text{Масса кремния} = 21 \text{ г} - 6.423 \text{ г}
\]

\[
= 14.577 \text{ г кремния}
\]

Шаг 5: Найдем массовую долю кремния в смеси, используя общую массу смеси и массу кремния:

\[
\text{Массовая доля кремния} = \frac{{\text{Масса кремния}}}{{\text{Общая масса смеси}}}
\]

\[
= \frac{{14.577 \text{ г}}}{{21 \text{ г}}}
\]

\[
\approx 0.694 \text{ или 69.4\%}
\]

Таким образом, массовая доля кремния в данной смеси составляет около 69.4\%.