Luyện tập Silic và hợp chất của silic

Để làm sạch hoàn toàn những hạt cát bám trên bề mặt vật dụng làm bằng kim loại người ta dùng dung dịch HF vì HF có khả năng hòa tan cát (SiO₂)

Phương trình phản ứng:

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O.

Si tác dụng được với F₂ ở nhiệt độ thường.

Si + 2F₂ → SiF₄

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Si, Zn, Fe ta có theo đầu bài

28x + 65y + 56z = 14,9 (1)

Khi cho hôn hợp tác dụng với NaOH thì Si và Zn có phản ứng

Phương trình hóa học:

Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂ ↑ (*)

y                          → y

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑ (**)

x                                             →2x

Từ phương trình phản ứng (*) (**) ta có:

2x + y = 0,3 (2)

Khi cho hỗn hợp tác dụng với lượng dư dung dịch HCl.

Phương trình hóa học:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

⇒ y + z = 0,2 (3)

Giải hệ phương trình (1), (2), (3) ta có:

x = y = z = 0,1

Cho hỗn hợp tác dụng với NaOH đặc, đun nóng:

Si + 2NaOH + H₂O  → Na₂SiO₃ + 2H₂

Thành phần chính của thủy tinh là SiO₂ mà SiO₂ tan được trong dung dịch axit HF.

Vì vậy, để khắc chữ trên thủy tinh, người ta dùng dung dịch HF.

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O.

Trong phòng thí nghiệm, Silic được điều chế bằng cách dùng chất khử mạnh như Mg, Al khử SiO₂ ở nhiệt độ cao.

SiO₂ + 2Mg 2MgO + Si

Dung dịch đậm đặc của Na₂SiO₃ và K₂SiO₃ được gọi thủy tinh lỏng.

NaOH: 1,25 mol

Y + 0,1 mol CO₂ → H₂SiO₃ (0,075 mol)

→ n_{NaOH (dư)} = 2(n_CO2 - n_H2SiO3) = 2.(0,1 - 0,075) = 0,05 mol 

n_SiO2 = (n_{NaOH bđ} - n_{NaOH dư}) : 2 = (1,25 - 0,05) : 2 = 0,6 mol 

Vậy %SiO₂ = (0,6.60) : 40 .100% = 90%.

Phương trình phản ứng minh họa

SiO₂ + 2NaOH Na₂SiO₃ + H₂O.

SiO₂ + 2Mg  2MgO + Si.

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O.

n _khí = n_CO2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

n _{kết tủa} = n_H2SiO3 = 3,9 : 78 = 0,05 mol

Phương trình phản ứng xảy ra

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ ↑ + H₂O

0,15                                      ← 0,15 (mol)

n_Na2CO3 = n_CO2 = 0,15 mol

Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃ 

0,05             ←                       0,05 (mol)

n_H2SiO3 = n_Na2SO3 = 0,05 mol 

m = 106.0,15 + 122.0,05 = 22 gam.

Si thể hiện tính khử khi tác dụng với phi kim, hợp chất dung dịch kiềm.

Phản ứng (1), (2), (3), (5) Si có sự thay đổi số oxi hóa từ 0 lên + 4

(1) Si⁰ + 2F₂ → Si⁺⁴F₄

(2) Si⁰ + O₂ → Si⁺⁴O₂

(3) Si⁰ + 2NaOH + H₂O → Na₂Si⁺⁴O₃ + 2H₂↑

(5)  Si⁰ + 6HF + 4HNO₃ → H₂(Si⁺⁴F₆) + 4NO₂ + 4H₂O 

Phản ứng "SiO₂ + 2NaOH (loãng) → Na₂SiO₃ + H₂O" không đúng vì SiO₂ tan chậm trong dung dịch kiềm nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy, không tan trong kiềm loãng ở nhiệt độ thường.

Phương trình phản ứng minh họa

Si + O₂ SiO₂

Si + 2Mg Mg₂Si

Si + 2NaOH + H₂O Na₂SiO₃ + 2H₂

Trong phản ứng:

2Mg + Si⁰ → Mg₂Si^-4

thì số oxi hóa của Si giảm từ 0 xuống -4, do vậy Si đóng vai trò là chất oxi hóa.