Объем водорода необходимого для полного сжигания кремния массой 110 г, содержащего 5%примесей,(объёмная доля кислорода в воздухе равна21%) ​

Для решения данной задачи нам необходимо выполнить несколько шагов. Давайте посмотрим, каким образом мы можем найти объем водорода, необходимый для полного сжигания кремния массой 110 г и содержащего 5% примесей.

Шаг 1: Определение молярной массы кремния
Перед тем, как рассчитать объем водорода, вам необходимо знать молярную массу кремния (Si). Молярная масса – это масса одного моля вещества и измеряется в г/моль. Для нахождения молярной массы кремния можно воспользоваться периодической таблицей элементов.

Молярная масса кремния (Si) составляет примерно 28 г/моль.

Шаг 2: Подсчет количества молей кремния
Для этого нам понадобится уравнение реакции сгорания кремния:

Si + 2H₂O → SiO₂ + 2H₂

Из уравнения видно, что на одну моль кремния (Si) требуется две моли воды (H₂). Таким образом, введя мольную массу кремния, мы можем расчитать количество молей кремния:

количество молей кремния = масса кремния / молярная масса кремния

количество молей кремния = 110 г / 28 г/моль

количество молей кремния ≈ 3.93 моль

Шаг 3: Расчет количества молей водорода
Так как соотношение между кремнием и водородом в уравнении реакции составляет 1:2, мы должны удвоить количество молей кремния, чтобы найти количество молей водорода:

количество молей водорода = 2 * количество молей кремния

количество молей водорода = 2 * 3.93 моль

количество молей водорода ≈ 7.86 моль

Шаг 4: Расчет объема водорода
Теперь, когда у нас есть количество молей водорода, мы можем найти его объем, используя уравнение идеального газа:

V = nRT/P

где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (примерно равная 0.0821 атм*л/моль*К), T - температура в Кельвинах, P - давление.

С учетом того что мы имеем данные только о массе и массфракции элемента Si, и исходя из предположения, что реакцию сгорания мы проводим в стандартных условиях (температура 273.15 K, давление 1 атм), то мы можем поместить значения в уравнение:

V = (количество молей водорода * R * T) / P

V = (7.86 моль * 0.0821 атм*л/моль*К * 273.15 K) / 1 атм

V ≈ 179.63 литра

Ответ: Для полного сжигания кремния массой 110 г, содержащего 5% примесей, необходим объем водорода, равный примерно 179.63 литров.