Chi tiết thông tin

Bài 17 : Silic và hợp chất của silic

67 View

Lý thuyết

A. Silic

I. Tính chất vật lý

- Silic có hai dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định hình.

II. Tính chất hóa học

- Silic có các số oxi hóa: -4, 0, +2 và +4 (số oxi hóa +2 ít đặc trưng hơn). - Trong các phản ứng hóa học, silic vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử. a. Tính khử

b. Tính oxi hóa

III. Trạng thái tự nhiên

- Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ Trái Đất. - Trong tự nhiên chỉ gặp silic dưới dạng các hợp chất, chủ yếu là cát (SiO₂), các khoáng vật silicat và aluminosilicat như: cao lanh (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O), xecpentin (3MgO.2SiO₂.2H₂O), ... - Silic còn có trong cơ thể động vật, thực vật với lượng nhỏ và có vai trò đáng kể trong hoạt động của thế giới hữu sinh.

IV. Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng - Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn được dùng trong kĩ thuật vô tuyến và điện tử. Pin mặt trời chế tạo từ silic có khả năng chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng, cung cấp cho các thiết bị trên tàu vũ trụ. - Trong luyện kim, hợp kim ferosilic được dùng để chế tạo thép chịu axit. 2. Điều chế - Khử SiO₂ ở nhiệt độ cao.

B. Hợp chất của Silic

I. Silic đioxit

- SiO₂ là chất ở dạng tinh thể. - Tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy.

- Tan được trong axit HF. SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O - Dựa vào tính chất này, người ta dùng dung dịch HF để khắc chữ lên thủy tinh.

II. Axit silixic

- H₂SiO₃ là chất ở dạng keo, không tan trong nước. Khi mất một phần nước tạo thành vật liệu xốp là silicagen. Dùng để hút hơi ẩm trong các thùng đựng hàng hóa. - Axit silixic là axit yếu, yếu hơn cả axit cacbinic nên bị axit này đẩy ra khỏi dung dịch muối. Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂SiO₃↓

III. Muối silicat

- Đa số các muối silicat đều không tan, chỉ có muối silicat của kim loại kiềm tan được trong nước. - Dung dịch đậm đặc của Na₂SiO₃ và K₂SiO₃ được gọi là thủy tinh lỏng.

Bài 1 (trang 79 SGK Hóa 11):

Nêu những tính chất hóa học giống và khác nhau giữa silic và cacbon. Viết các phương trình hóa học để minh họa ? Lời giải: Tính chất giống nhau - Đều có tính oxi hoá

- Đều có tính khử Tác dụng với phi kim

Tác dụng với hợp chất:

Bài 2 (trang 79 SGK Hóa 11):

Số oxi hóa cao nhất của silic thể hiện ở hợp chất nào sau đây? A. SiO B. SiO₂C. SiH₄D. Mg₂Si Lời giải: Đáp án B

Bài 3 (trang 79 SGK Hóa 11):

Khi cho nước tác dụng với oxit axit thì axit sẽ không được tạo thành, nếu oxit axit đó là: A. Cacon đioxit B. Lưu huỳnh đioxit C. Silic đioxit D. Đinitơ pentaoxit Lời giải: Đáp án C. Vì SiO₂ là chất rắn không tan trong nước.

Bài 4 (trang 79 SGK Hóa 11):

Từ SiO₂ và các hóa chất cần thiết khác, hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng điều chế axit silixic? Lời giải: Sơ đồ: SiO₂ → Na₂SiO₃ → H₂SiO₃ Phương trình phản ứng: SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃ ↓

Bài 5 (trang 79 SGK Hóa 11):

Phương trình ion rút gọn: 2H⁺ + SiO₃^2- → H₂SiO₃ ↓ ứng với phản ứng nào giữa các chất nào sau đây? A. Axit cacbonic và canxi silicat B. Axit cacbonic và natri silicat C. Axit clohiđrit và canxi silicat D. Axit clohiđrit và natri silicat Lời giải: Đáp án D A. H₂CO₃ là axit yếu + CaSiO₃ ↓ không có phản ứng B. H₂CO₃ là axit yếu + NaSiO₃ không có phản ứng C. HCl + CaSiO₃ ↓ (không phân li ra SiO₃^2-) D. Pt ion: 2H⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SiO₃^2- → H₂SiO₃ ↓ + 2Na⁺ + 2Cl^- Pt ion rút gọn 2H⁺ + SiO₃^2- → H₂SiO₃ ↓

Bài 6 (trang 79 SGK Hóa 11):

Cho hỗn hợp silic và than có khối lượng 20,0g tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đặc, đun nóng. Phản ứng giải phóng ra 13,44 lít khí hidro (đktc)Xác định thành phần phần trăm khối lượng của silic trong hỗn hợp ban đầu, biết rằng phản ứng xảy ra với hiệu suất 100%. Lời giải:

C + NaOH → không phản ứng Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑ Từ phương trình phản ứng ta có:

⇒ m_Si = 0,3.28 = 8,4 g

Trắc nghiệm

Bài 1: Nung nóng NaOH dư với 5 kg cát khô, thu được 9,15 kg Na₂SiO₃. Hàm lượng SiO₂ trong cát là A. 90%. B. 96%. C. 75%. D. 80%.

Đáp án: A SiO₂ → Na₂SiO₃ 60kg → 122kg 4,5kg ← 9,15kg %SiO₂ = (4,5/5) x 100% = 90%

Bài 2: Cho 25 gam hỗn hợp silic và than tác dụng với dung dịch NaOH đặc, dư, đun nóng thu được 11,2 lít khí H₂ (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng của Si trong hỗn hợp ban đầu là ( biết hiệu suất phản ứng là 100%) A. 56%. B. 14%. C. 28%. D. 42%.

Đáp án: C Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂ n_Si = 1/2. n_H2 = 0,25 mol

Bài 3: Cho m gam hỗn hợp Na₂CO₃ và Na₂SiO₃ vào lượng dư dung dịch HCl thu được 3,36 lít khí X và 3,9 gam kết tủa Y. Giá trị của m là A. 22. B. 28,1. C. 22,8. D. 15,9.

Đáp án: A Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂ ↑ ⇒ x = 3,36 / 22,4 = 0,15 (mol) Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃ ↓ ⇒ y = 3,9/78 = 0,05 (mol) m = 106.0,15 + 122.0,05 = 22 (gam)

Bài 4: Công thức hoá học của thuỷ tinh là: A. Na₂O.CaO.6SiO₂ B. CaO.6SiO₂C. Na₂O.6SiO₂ D. Na₂O.CaO.2SiO₂

Đáp án: A

Bài 5: Nghiền thủy tinh thành bột rồi cho vào nước cất, nhỏ thêm vài giọt phenolphtalein. Màu của dung dịch thu được là: A. không màu. B. màu đỏ. C. màu hồng. D. màu tím.

Đáp án: C Thủy tinh có gốc silicat của kim loại kiềm, khi được hòa tan vào nước sẽ phân hủy tạo ra môi trường kiềm Na₂SiO₃ + H₂O ⇆ 2NaOH + H₂SiO₃

Bài 6: Những người đau dạ dày thường có pH trong dạ dày nhỏ hơn 2 (mức bình thường là nằm trong khoảng từ 2 đến 3). Để chữa bệnh, người bệnh thường uống chất nào dưới đây trước bữa ăn ? A. Nước đường B. Dung dịch NaOH loãng C. Nước muối D. Dung dịch NaHCO₃

Đáp án: D

Bài 7: Cho các phản ứng sau:? (1) Si + F₂ → (2) Si + O₂ → (3) Si + NaOH + H₂O → (4) Si + Mg → (5) Si + HF + HNO₃ → Số phản ứng Si thể hiện tính khử là A. 1. B. 3. C. 4. D. 2.

Đáp án: C

Bài 8: Để khắc chữ hoặc hình trên thủy tinh người ta sử dụng dung dịch nào dưới đây ? A. Na₂SiO₃. B. H₂SiO₃. C. HCl. D. HF.

Đáp án: D

Bài 9: Điều nào sau đây là sai ? A. Silicagen là axit salixic khi bị mất nước. B. Axit silixic là axit yếu nhưng mạnh hơn axit cacbonic. C. Tất cả các muối silicat đều không tan (trừ muối của kim loại kiềm và amoni). D. Thủy tinh lỏng là dung dịch muối của axit silixic.

Đáp án: B

Bài 10: Phản ứng nào dùng để điều chế silic trong công nghiệp ? A. SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO B. SiO₂ + 2C → Si + 2CO C. SiCl₄ + 2Zn → 2ZnCl₂ + Si D. SiH₄ → Si + 2H₂

Đáp án: B

Bài 11: Si tác dụng với chất nào sau đây ở nhiệt độ thường ? A. F₂ B. O₂ C. H₂ D. Mg.

Đáp án: A

Bài 12: Trong phản ứng nào sau đây, silic có tính oxi hóa ? A. Si + 2F₂ → SiF₄ B. Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂ C. 2Mg + Si → Mg₂Si D. Si + O₂ →SiO₂

Đáp án: C

Bài 13: Phản ứng nào sau đây là sai ? A. SiO₂ + 2C → 2CO + Si B. SiO₂ + 4HCl→ SiCl₄ + 2H₂O C. SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O D. SiO₂ + 2Mg → 2MgO + Si

Đáp án: B

Bài 14: "Thủy tinh lỏng" là A. silic đioxit nóng chảy. B. dung dịch đặc của Na₂SiO₃ và K₂SiO₃. C. dung dịch bão hòa của axit silixic. D. thạch anh nóng chảy.

Đáp án: B

Bài 15: Silic ddioxxit phản ứng được với tất cả các chất trong dãy sau đây ? A. NaOH, MgO, HCl B. KOH, MgCO₃, HF C. NaOH, Mg, HF D. KOH, Mg, HCl

Đáp án: C