Какой объем водорода (н.у.) образуется при реакции 96 г кремния, содержащего 5% примесей, с избытком раствора

Для решения данной задачи нам потребуется знать химическое уравнение реакции между кремнием и гидроксидом натрия:

\[2NaOH + Si \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2\uparrow\]

Из уравнения видно, что каждые 2 моль гидроксида натрия (NaOH) реагируют с 1 молью кремния (Si) и образуется 1 моль водорода (H2).

Для начала, найдем количество кремния в мольном эквиваленте. Для этого воспользуемся молярной массой кремния (28.08 г/моль):

\[\text{Мольный эквивалент кремния} = \frac{\text{Масса кремния}}{\text{Молярная масса кремния}} = \frac{96 \, \text{г}}{28.08 \, \text{г/моль}}\]

\[\text{Мольный эквивалент кремния} \approx 3.42 \, \text{моль}\]

Теперь рассмотрим примеси. Зная, что кремний содержит 5% примесей, мы можем найти массу чистого кремния:

\[\text{Масса чистого кремния} = 0.95 \times \text{Масса кремния} = 0.95 \times 96 \, \text{г}\]

\[\text{Масса чистого кремния} \approx 91.2 \, \text{г}\]

Поскольку 1 моль кремния соответствует 2 молям гидроксида натрия, рассчитаем количество молей гидроксида натрия, необходимых для реакции с чистым кремнием:

\[\text{Мольный эквивалент гидроксида натрия} = 2 \times \text{Мольный эквивалент кремния}\]

\[\text{Мольный эквивалент гидроксида натрия} = 2 \times 3.42 \, \text{моль}\]

\[\text{Мольный эквивалент гидроксида натрия} = 6.84 \, \text{моль}\]

Наконец, найдем массу гидроксида натрия, используя его молярную массу (40.0 г/моль):

\[\text{Масса гидроксида натрия} = \text{Мольный эквивалент гидроксида натрия} \times \text{Молярная масса гидроксида натрия}\]

\[\text{Масса гидроксида натрия} = 6.84 \, \text{моль} \times 40.0 \, \text{г/моль}\]

\[\text{Масса гидроксида натрия} \approx 273.6 \, \text{г}\]

Таким образом, образуется примерно 3.42 моль водорода и требуется около 273.6 г гидроксида натрия для данной реакции.