Question

普通玻璃中Na₂SiO₃∶CaSiO₃∶SiO₂=1∶1∶4(物質的量之比）。

（1）若以aNa₂O·bCaO·mSiO₂表示此玻璃的組成，則a∶b∶m是多少？

（2）若要制備1 000 kg上述玻璃，需要原料的質量各多少？共可產生標準狀況下的CO₂氣體的體積為多少？

Answer 1

解析：根據硅酸鹽表示成氧化物的方法，求其氧化物的物質的量之比，再根據化學方程式求所需原料和產生CO₂的量。

（1）因Na₂SiO₃可表示為Na₂O·SiO₂，CaSiO₃可表示為CaO·SiO₂，所以a∶b∶m=1∶1∶6。

（2）制玻璃的原料為Na₂CO₃、CaCO₃和SiO₂，由（1）可知玻璃的化學式為Na₂O·CaO·6SiO₂，由元素守恒可得關系式：Na₂O·CaO·6SiO₂—Na₂CO₃—CaCO₃—6SiO₂—2CO₂

=2.09×10³ mol。

所以需Na₂CO₃：2.09×10³ mol×106 g·mol^-1×10^-3=221.5 kg，

CaCO₃：2.09×10³ mol×100 g·mol^-1×10^-3=209 kg，

SiO₂：2.09×10³ mol×6×60 g·mol^-1×10^-3=752.4 kg;

產生CO₂：2.09×10³ mol×2×22.4 L·mol^-1=9.36×10⁴ L。

CO₂體積的另一種求法：

制1 000 kg玻璃需原料：×（106+100+6×60）×10^-3=1184.1kg，兩者的質量之差就是放出CO₂的質量。

V（CO₂）=×22.4 L=9.31×10⁴ L。

答案：（1）1∶1∶6

（2）Na₂CO₃：221.5 kg；CaCO₃：209 kg；SiO₂：752.4 kg。  CO₂：9.31×10⁴ L