Для решения этой задачи необходимо рассмотреть реакцию между силиката натрия и соляной кислотой. Сначала запишем химическое уравнение реакции:
[ \text{Na}_2\text{SiO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{H}_2\text{SiO}_3 + 2\text{NaCl} ]
В результате реакции между силиката натрия ((\text{Na}_2\text{SiO}_3)) и соляной кислотой ((\text{HCl})) образуется нерастворимый осадок метакремниевой кислоты ((\text{H}_2\text{SiO}_3)) и растворимая в воде поваренная соль ((\text{NaCl})).
Даны следующие параметры: масса раствора (\text{HCl}) — 300 г, концентрация (\text{HCl}) — 10%. Это означает, что в растворе содержится 10% массовой доли соляной кислоты, а остальные 90% — это вода.
1. Рассчитаем массу (\text{HCl}) в растворе:
Масса (\text{HCl}) = (\frac{10}{100} \times 300 \, \text{г} = 30 \, \text{г}).
2. Найдем количество вещества (\text{HCl}):
Молярная масса (\text{HCl}) = 1 (H) + 35.5 (Cl) = 36.5 г/моль.
Количество вещества (\text{HCl}) = (\frac{30 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.82 \, \text{моль}).
3. Рассмотрим стехиометрию реакции:
По уравнению реакции, на 1 моль (\text{Na}_2\text{SiO}_3) требуется 2 моль (\text{HCl}). Это значит, что 0.82 моль (\text{HCl}) будет взаимодействовать с 0.41 моль (\text{Na}_2\text{SiO}_3).
4. Найдем количество вещества (\text{H}_2\text{SiO}_3):
Так как 1 моль (\text{Na}_2\text{SiO}_3) дает 1 моль (\text{H}_2\text{SiO}_3), то 0.41 моль (\text{Na}_2\text{SiO}_3) даст 0.41 моль (\text{H}_2\text{SiO}_3).
5. Рассчитаем массу осадка (\text{H}_2\text{SiO}_3):
Молярная масса (\text{H}_2\text{SiO}_3) = 2(1) + 28 + 3(16) = 78 г/моль.
Масса (\text{H}_2\text{SiO}_3) = (0.41 \, \text{моль} \times 78 \, \text{г/моль} \approx 31.98 \, \text{г}).
Таким образом, масса осадка метакремниевой кислоты, который выпадает в результате реакции, составляет примерно 32 грамма.