Номер 6, страница 189 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

6. Запишите уравнение реакции получения хрома из оксида хрома(III) при восстановлении его кремнием. Рассчитайте массу кремния, необходимого для восстановления хрома из $Cr_2O_3$ массой 18 г.

Уравнение реакции получения хрома из оксида хрома(III) при восстановлении его кремнием

Реакция получения хрома из его оксида (III) с помощью кремния является примером силикотермии. В этой реакции кремний выступает в качестве восстановителя, забирая кислород у оксида хрома. Реакция протекает при высокой температуре. Сбалансированное химическое уравнение выглядит следующим образом:

$2Cr_2O_3 + 3Si \rightarrow 4Cr + 3SiO_2$

В результате реакции образуются чистый хром и оксид кремния(IV).

Ответ: $2Cr_2O_3 + 3Si \rightarrow 4Cr + 3SiO_2$.

Расчет массы кремния, необходимого для восстановления хрома из Cr₂O₃ массой 18 г

Дано:

$m(Cr_2O_3) = 18 \text{ г}$

Перевод в СИ:

$m(Cr_2O_3) = 0.018 \text{ кг}$

Найти:

$m(Si) - ?$

Решение:

1. Для расчета нам понадобятся молярные массы оксида хрома(III) и кремния. Воспользуемся периодической таблицей химических элементов Д. И. Менделеева (атомная масса Cr ≈ 52, O ≈ 16, Si ≈ 28). Переведем молярные массы в единицы СИ (кг/моль).

Молярная масса оксида хрома(III):

$M(Cr_2O_3) = 2 \cdot 52 + 3 \cdot 16 = 152 \text{ г/моль} = 0.152 \text{ кг/моль}$

Молярная масса кремния:

$M(Si) = 28 \text{ г/моль} = 0.028 \text{ кг/моль}$

2. Найдем количество вещества оксида хрома(III) массой 18 г по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Cr_2O_3) = \frac{m(Cr_2O_3)}{M(Cr_2O_3)} = \frac{0.018 \text{ кг}}{0.152 \text{ кг/моль}} \approx 0.1184 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции $2Cr_2O_3 + 3Si \rightarrow 4Cr + 3SiO_2$, стехиометрическое соотношение между оксидом хрома(III) и кремнием составляет 2:3. Используя это соотношение, найдем количество вещества кремния, которое потребуется для реакции:

$\frac{n(Si)}{3} = \frac{n(Cr_2O_3)}{2}$

$n(Si) = \frac{3}{2} \cdot n(Cr_2O_3) = 1.5 \cdot 0.1184 \text{ моль} \approx 0.1776 \text{ моль}$

4. Зная количество вещества кремния, вычислим его массу по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Si) = n(Si) \cdot M(Si) \approx 0.1776 \text{ моль} \cdot 0.028 \text{ кг/моль} \approx 0.00497 \text{ кг}$

5. Переведем полученное значение в граммы для более удобного представления:

$0.00497 \text{ кг} = 4.97 \text{ г}$

Ответ: $m(Si) \approx 4.97 \text{ г}$.