Chemia · 2020
Matura CKE lipiec, PR (F‑2015)
Poziom rozszerzony · Formuła 2015
Zadanie 10.
(2 pkt)(0–2) Produkcja krzemu w skali przemysłowej polega na redukcji tlenku krzemu(IV) węglem w piecu elektrycznym w temperaturze około 2300 K. Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem: 2300 K SiO 2 + 2C ⎯⎯⎯⎯→ Si + 2CO
Oblicz, ile kilogramów czystego krzemu można otrzymać z 1 tony piasku kwarcowego zawierającego 85% masowych tlenku krzemu(IV), jeżeli wydajność procesu jest równa 70%. Przyjmij, że pozostałe składniki piasku nie zawierają krzemu.
Odpowiedzi
Poprawna odpowiedź
I: 1 1 M Si 28 g mol i M SiO 2 60 g mol mpiasku 1t 103 kg mSiO 2 85% mpiasku 85% 103 kg 850 kg 850 10 3 g Z równania reakcji wynika, że z jednego mola SiO2 powstaje 1 mol Si, więc przy wydajności procesu równej 100%: 60 g –––––– 28 g 850 kg –––––– x ––––––––––––––––– x = 397 kg Przy wydajności procesu równej 70%: y 70% x 70% 397 kg 277,9 kg 278 (kg)
II: 1 3 M SiO 2 60 g mol mpiasku 1t 10 kg mSiO 2 85% mpiasku 85% 103 kg 850 kg 850 10 3 g Z równania reakcji wynika, że z jednego mola SiO2 powstaje 1 mol Si, więc przy wydajności procesu równej 100%: mSiO 2 850 103 g 3 3 nSiO 2 1 14,17 10 mol 14 10 mol nSi M SiO 2 60 g mol mSi nSi M Si 14 103 mol 28 g mol 1 392 10 3 g 392 kg Przy wydajności procesu równej 70%: m , 70% mSi 70% 392 kg 274,4 (kg) Si