Определите массу кремниевой кислоты, полученной при избытке соляной кислоты, в результате взаимодействия раствора

Хорошо, чтобы решить данную задачу, нам нужно использовать знания о массовой концентрации и мольных соотношениях. Давайте разберемся пошагово:

1. Начнем с расчета массы соли в растворе. Массовая концентрация (Cm) определяется как отношение массы растворенного вещества к объему растворителя:

$$Cm=\frac{m_{\text{{соль}}}}{V_{\text{{раствора}}}}$$

Для данной задачи, массовая концентрация соли (Cm) равна 20%, а объем раствора (Vраствора) равен 400 мл. Мы знаем, что:

$$Cm=\frac{m_{\text{{соль}}}}{V_{\text{{раствора}}}}=20\mathrm{\%}$$

Переведем проценты в десятичную дробь:

$$\frac{20\mathrm{\%}}{100\mathrm{\%}}=0.2$$

Теперь мы можем найти массу соли (mсоль):

$$0.2=\frac{m_{\text{{соль}}}}{400}$$

Решив это уравнение, найдем массу соли:

$$m_{\text{{соль}}}=400\times 0.2=80$$

Масса соли в растворе равна 80 г.

2. Теперь мы должны определить массу кремниевой кислоты (H4SiO4), полученной при реакции избытка соляной кислоты (HCl) с силикатом натрия (Na2SiO3).

Уравнение реакции:

$$Na2SiO3+2HCl\to H4SiO4+2NaCl$$

Мольное соотношение между силикатом натрия и кремниевой кислотой равно 1:1, что означает, что каждая моль силиката натрия превращается в одну моль кремниевой кислоты.

3. Найдем количество вещества (моль) силиката натрия:

У нас есть масса соли (80 г) и молярная масса силиката натрия (122 г/моль). Используем следующую формулу:

$$n_{\text{{силикат}}}=\frac{m_{\text{{соль}}}}{M_{\text{{силикат}}}}$$

Где:
$n_{\text{{силикат}}}$ - количество вещества (миль), $m_{\text{{соль}}}$ - масса соли, $M_{\text{{силикат}}}$ - молярная масса силиката натрия.

Подставляем значения и рассчитываем:

$$n_{\text{{силикат}}}=\frac{80}{122}\approx 0.6557$$

Количество вещества силиката натрия равно около 0.6557 молей.

4. Так как мольное соотношение силиката натрия и кремниевой кислоты равно 1:1, то масса кремниевой кислоты будет такой же, как масса силиката натрия.

Таким образом, масса кремниевой кислоты, полученной в результате взаимодействия раствора силиката натрия массой 400 мл и содержанием 20% соли, составляет около 80 г.