Tính chất hoá học của Silic dioxit, axit Silixic, muối Silicat và bài tập về Silic – hoá 11 bài 17

Silic (Si) cùng với các hợp chất của Silic như Silic dioxit, axit Silixic, muối Silicat có tính chất hoá học đặc trưng và được ứng dụng nhiều trong thực tế.

Trong bài viết này chúng ta cùng tìm hiểuSilic – Si và các hợp chất như Silic dioxit, axit Silixic, muối Silicat có những tính chất hoá học đặc trưng nào, được điều chế, ứng dụng như thế nào trong thực tế, đồng thời vận dụng để giải một số bài tập về silic và các hợp chất của silic.

* Sơ lượng về Silic – Si

• Ký hiệu hoá học: Si
• Nguyên tử khối:28
• Vị trí trong bảng HTTH: nhóm IVA, chu kỳ 3
• Cấu hình Electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p²

I. Silic – Si

1. Tính chất vật lý của Silic

+ Silic có 2 dạng thù hình là silic vô định hình và silic tinh thể.

– Silic vô định hình: là chất bột màu nâu, không tan trong nước nhưng tan trong kim loại nóng chảy.

– Silic tinh thể: có màu xám, có ánh kim, có cấu trúc giống kim cương nên có tính bán dẫn.

2. Tính chất hoá học của Silic

– Các mức oxi hóa có thể có của Si: -4; 0; +2; +4 (số oxi hóa +2 ít đặc trưng) nên Si có cả tính khử và tính oxi hoá.

– Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể.

a) Silic thể hiệntính khử

*Silic tác dụng với phi kim:

Si + 2F2→ SiF4(phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)

Si + O2

SiO2

*Silic tác dụng với hợp chất:

+ Si tan dễ dàng trong dung dịch kiềm→H2

Si + 2NaOH + H2O→Na2SiO3+ 2H2­↑

+ Si tác dụng với axit

4HNO3+ 18HF + 3Si→3H2SiF6+ 4NO + 8H2O

*Trong hồ quang điện, Silic tác dụng với H2tạo thành một hỗn hợp các silan:

Si + H2→SiH4+ Si2H6+ Si3H6+ …

2. Silic thể hiện tính oxi hóa

* Si tác dụng được với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao→silixua kim loại.

2Mg + Si→Mg2Si

3.Điều chế Silic

SiO2+ 2CThan cốc

2CO + Si

SiO2+ 2Mg→2MgO + Si

3SiO2+ 4Al → 2Al2O3 + 3Si

SiCl4+ 2Zn→Si + 2ZnCl2

SiH4

Si + 2H2↑

SiI4

Si + 2I2

II.SILIC ĐIOXIT (SiO­2)

1. Tính chất vật lícủa Silic dioxit

– Là chất ở dạng tinh thể nguyên tử, không tan trong nước.

– Trong tự nhiên chủ yếu tồn tại ở dạng khoáng vậtthạch anh.

2. Tính chất hoá học của Silic dioxit

a) Silic dioxit­có tính chất của oxit axit

– SiO­2­có tính chất của oxit axit tan chậm trong dung dịch kiềm và tan dễ trong kiềm nóng chảy hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy→silicat:

SiO2+ 2NaOH→Na2SiO3+ H2O

SiO2+ Na2CO3→Na2SiO3+ CO2↑

b) Silic dioxittan dễ trong axit HF:

SiO2+ 4HF→SiF4+ 2H2O

– Phản ứng này dùng để khắc chữ trên thủy tinh → không dùng bình thủy tinh để đựng axit HF.

III. AxitSilixic – H2SiO3

+ Dạng keo, không tan trong nước, khi đun nóng dễ bị mất nước:

H2SiO3

H2O + SiO2

– Khi sấy khô, H2SiO3mất một phần nước tạo thành vật liệu xốp là silicagen được dùng làm chất hút ẩm và hấp phụ nhiều chất.

+ H2SiO3chỉ tác dụng với dung dịch kiềm mạnh.

H2SiO3+ 2NaOH→Na2SiO3+ 2H2O

– Là axit yếu, yếu hơn axit cacbonic nên điều chế bằng cách dùng axit mạnh đẩy ra khỏi muối hoặc thủy phân một số hợp chất của Si.

Na2SiO3+ 2HCl→2NaCl + H2SiO3

Na2SiO3+ CO2+ H2O→H2SiO3+ Na2CO3

SiCl4+ 3H2O→H2SiO3+ 4HCl

IV. Muối Silicat

– Là muối của axit silixic thường không màu, khó tan (trừ muối kim loại kiềm tan được).

– Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3được gọi là thủy tinh lỏng được dùng để chế tạo keo dán thủy tinh và sứ, bảo quản vải và gỗ khỏi bị cháy. Trong dung dịch, silicat của kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo môi trường bazơ:

Na2SiO3+ 2H2O→2Na⁺+ 2OH^‑+ H2SiO3

V. Bài tập về Silic dioxit, Axit Silixic và muối Silicat

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. SiO2 C. SiH4 D. Mg2Si

* Lời giải bài 2 trang 79 SGK Hóa 11:

– Đáp án: B

A. Si⁺² B. Si⁺⁴ C. Si^-4 D. Si^-4

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 bài 3 trang 79 SGK Hóa 11:

– Đáp án:C.

– Vì SiO2là chất rắn không tan trong nước.

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 bài 5 trang 79 SGK Hóa 11:

– Đáp án: D

A. Axit cacbonic và canxi silicat (H2CO3 + CaSiO3↓ KHÔNG phản ứng)

B. Axit cacbonic và natri silicat(H2CO3+ Na2SiO3KHÔNG phản ứng)

C. Axit clohiđrit và canxi silicat (HCl+ CaSiO3↓KHÔNG phân ly ra SiO3^2-)

D. Axit clohiđrit và natri silicat (2HCl +Na2SiO3→ 2NaCl + H2SiO3↓)

⇒ 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 giảiBài 6 trang 79 SGK Hóa 11:

– Theo bài ra, ta có: nH2 = 13,44/22,4 = 0,6 (mol).

C + NaOH → không phản ứng

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3+ 2H2↑

Từ phương trình phản ứng ta có: nSi= (1/2).nH2= (1/2).0,6 = 0,3 (mol).

⇒ mSi= 0,3.28 = 8,4 (g).

⇒ %mSi = (8,4/20).100% = 42%.

Hi vọng với bài viết hệ thống lại kiến thức về tính chất hoá học của Silic dioxit, axit Silixic, muối Silicat và bài tậpở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý hay thắc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để TH Văn Thủy ghi nhận và hỗ trợ. Hãy chia sẻ nếu thấy bài viết hay nhé, chúc các em học tập tốt.