Luyện thi Đại học môn Hóa học: Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất - Thầy Ngọc

Tài liệu Luyện thi Đại học môn Hóa học: Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất giúp các bạn biết được tính chất vật lý, tính chất hóa học, trạng thái tự nhiên ứng dụng và điều chế silic, các hợp chất của silic. Mời các bạn tham khảo tài liệu để bổ sung thêm kiến thức về Hóa học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luyện thi Đại học môn Hóa học: Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất - Thầy NgọcKhóa học LTðH môn Hóa học – Thầy Ngọc Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ SILIC VÀ HỢP CHẤT TÀI LIỆU BÀI GIẢNGI. Silic1. Tính chất vật líSilic có các dạng thù hình: Silic tinh thể và silic vô ñịnh hình.Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, nóng chảy ở 14200C. Silic tinh thể cótính bán dẫn, ở nhiệt ñộ thường ñộ dẫn ñiện thấp nhưng khi tăng nhiệt ñộ thì ñộ dẫn ñiện tăng lên.Silic vô ñịnh hình là chất bột màu trắng.2. Tính chất hóa họcCũng giống như cacbon, silic có các số oxi hóa -4,0,+2,+4; số oxi hóa +2 ít ñặc trưng ñối với silic.Silic vô ñịnh hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể.a. Tính khửTác dụng với phi kim: Silic tác dụng với flo ở nhiệt ñộ thường, còn khi ñun nóng có thể tác dụng với phikim khác:0 +4Si + 2F2 → Si F4 (silic tetraflorua).0 0 +4Si + 2O 2  t → Si O 2 (silic ñioxit).Tác dụng với hợp chất: Silic tác dụng tương ñối mạnh với dung dịch kiềm, giải phóng hiñro:0 +4Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Si O 3 + 2H 2 ↑b. Tính oxi hóaỞ nhiệt ñộ cao, silic tác dụng với các kim loại như Ca, Mg, Fe, … tạo thành hợp chất silixua kim loại:0 0 −4Si + 2Mg  t → Mg 2 Si (magie silixua).3. Trạng thái tự nhiênSilic là nguyên tố phổ biến thứ 2 sau oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ trái ñất. Trong tự nhiên chỉ gặpsilic dưới dạng các hợp chất, chủ yếu là cát SiO2, các khoáng vật silicat và aluminosilicat như : cao lanhAl2O3.2SiO2.2H2O; xecpentin 3MgO.2SiO2.2H2O; fenspat Na2O.Al2O3.6SiO2, .... Silic còn có trong cơ thểñộng vật, thực vật với lượng nhỏ và có vai trò ñáng kể trong họat ñộng sống của thế giới hữu sinh.4. Ứng dụng và ñiều chếSilic siêu tinh khiết là chất bán dẫn ñược dùng trong kỹ thuật vô tuyến và ñiện tử. Pin mặt trời chế tạo từsilic có khả năng chuyển năng lượng ánh sáng mặt trời thành ñiện năng, cung cấp cho các thiết bị trên tàuvũ trụ.Trong luyện kim, hợp kim ferosilic ñược dùng ñể chế tạo thép chịu nhiệt.Trong phòng thí nghiệm, silic ñược ñiều chế bằng cách ñốt cháy một hỗn hợp gồm bột magie và cátnghiền mịn: 0SiO2 + 2Mg  t → Si + 2MgOTrong công nghiệp, silic ñựơc sản xuất bằng cách dùng than cốc khử silic ñioxit trong lò ñiện ở nhiệt ñộcao: 0 SiO2 + 2C  t → Si + 2COII. Hợp chất của silic1. Silic ñioxitSilic ñioxit SiO2 là chất ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 17130C không tan trong nước. Trong tự nhiên, SiO2tinh thể chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh. Thạch anh chủ yếu tồn tại ở dạng tinh thể lớn, không màu,trong suốt. Cát là SiO2có chứa nhiều tạp chất.Silic ñioxit là oxit axit, tan chậm trong dung dịch kiềm ñặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy hoặccacbonat kim loại kiềm nóng chảy, tạo thành silicat: t0 SiO2 + 2NaOH  → Na 2 SiO3 + H 2 O 0SiO2 + 2Na 2 CO3  t → Na 2 SiO3 + CO2 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -Khóa học LTðH môn Hóa học – Thầy Ngọc Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chấtSilic ñioxit tan trong axit flohiñric:SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H 2 ODựa vào phản ứng này người ta dùng dung dịch HF ñể khắc chữ và hình trên thủy tinh.2. Axit silixic và muối silicata. Axit silixicAxit silixic H2SiO3 là chất ở dạng keo, không tan trong nước, khi ñun nóng dễ mất nước: 0 H 2 SiO3  t → SiO 2 + H 2 OKhi sấy khô, Axit silixic mất một phần nước, tạo thành một vật liệu xốp là silicagen. Silicagen ñươc dùngñể hút ẩm và hấp thụ nhiều chất.Axit silixic là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic nên dễ bị khí CO2 ñẩy ra khỏi dung dịch muối của nó: Na 2 SiO3 + CO2 + H 2 O → H 2 SiO3 + Na 2 CO3b. Muối silicatAxit silixic dễ tan trong dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat. Chỉ có silicat kim loại kiềm tan ñượctrong nước. Dung dịch ñậm ñặc của Na2SiO3 và K2SiO3 ñược gọi là thủy tinh lỏng. Vải hoặc gỗ tẩm thủytinh lỏng sẽ khó bị cháy. Thủy tinh lỏng còn ñược dùng ñể chế tạo keo dán thủy tinh và sứ.Ở trong dung dịch, silicat kim loại kiềm bị phân hủy mạnh tạo ra môi trường kiềm: Na 2 SiO3 + 2H 2 O ⇌ 2NaOH + H 2 SiO3III. Công nghiệp silicat1. Thủy tinha. Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinhThủy tinh thông thường ñược dùng làm cửa kính, chai lọ,...là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và silicñioxit, có thành phần gần ñúng viết dưới dạng ...