Дано: масса раствора силиката калия - 20,53 г, массовая доля силиката калия - 15%.
Необходимо найти: массу образовавшегося осадка.
Решение:
1. Рассчитаем массу силиката калия в растворе:
масса силиката калия = масса раствора × массовая доля силиката калия
= 20,53 г × 0,15
= 3,08 г
2. Так как нитрат кальция (Ca(NO3)2) является избыточным реагентом, он реагирует со всем sиликатом калия (K2SiO3) в растворе и затем выпадает в виде осадка нитрата кальция (Ca2SiO3)2.
Уравнение реакции: K2SiO3 + Ca(NO3)2 -> Ca2SiO3 + 2KNO3
3. Молярная масса силиката калия (K2SiO3) = (2 × молярная масса калия (K)) + молярная масса кремния (Si) + (3 × молярная масса кислорода (O))
= (2 × 39,10 г/моль) + 28,09 г/моль + (3 × 16,00 г/моль)
= 94,20 г/моль
Молярная масса осадка нитрата кальция (Ca2SiO3) = (2 × молярная масса кальция (Ca)) + молярная масса кремния (Si) + (3 × молярная масса кислорода (O))
= (2 × 40,08 г/моль) + 28,09 г/моль + (3 × 16,00 г/моль)
= 172,25 г/моль
4. Рассчитаем количество вещества силиката калия:
количество вещества силиката калия = масса силиката калия / молярная масса силиката калия
= 3,08 г / 94,20 г/моль
= 0,0327 моль
5. Исходя из уравнения реакции, мы видим, что каждый 1 моль силиката калия реагирует с каждым 1 моль нитрата кальция, что означает, что мольные соотношения равны.
Значит, количество вещества нитрата кальция, реагирующего с силикатом калия, также равно 0,0327 моль.
6. Рассчитаем массу образовавшегося осадка:
масса образовавшегося осадка = количество вещества осадка × молярная масса осадка
= 0,0327 моль × 172,25 г/моль
= 5,651 г
Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 5,651 г.