Hóa học 11 Bài 17: Silic và hợp chất của silic
A. Lý thuyết Silic và hợp chất của 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.
B. Trắc nghiệm Silic và hợp chất của silic
Bài 1: 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 2: 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 3: 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 4: 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 5: 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 6: 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 7: 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
nSi = 1/2. nH2 = 0,25 mol
Bài 8: 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 9: Công thức hoá học của thuỷ tinh là:
A. Na2O.CaO.6SiO2 B. CaO.6SiO2
C. Na2O.6SiO2 D. Na2O.CaO.2SiO2
Đáp án: A
Bài 10: 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 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