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:

\[Cm = \frac{{m_{\text{{соль}}}}}{{V_{\text{{раствора}}}}} = 20\%\]

Переведем проценты в десятичную дробь:

\[\frac{{20\%}}{{100\%}} = 0.2\]

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.