Bài 17: Silic và hợp chất của silic

Tóm tắt lý thuyết

1.1. SILIC

1.1.1. Tính chất vật lí

  • Silic gồm có : Silic tinh thể và vô định hình
  • Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, ánh kim, có tính bán dẫn, nóng chảy ở 14200C
  • Silic vô định hình là chất bột màu nâu
  • Silic có tính chất vật lí của nguyên tố nửa kim loại.

1.1.2. Tính chất hóa học

  • Số oxi hóa của Si giống C: -4, 0, +2, +4
  • Vừa có tính khử, vừa có tính oxy hoá.

Tính khử

Tác dụng với phi kim

  • Với Flo ở đk thường: Si + 2F2 → SiF4
  • Với halogen, O2: ở tO cao

Si + 2Cl2 SiCl4

Si + O2 SiO2

  • Với C,N,S: ở to rất cao

Si + C SiC

Tác dụng với hợp chất:

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2

Tính oxy hoá

Khi tác dụng với kim loại ở tO cao tạo các silixua kim loại

Si + Mg Mg2Si (Magie silixua)

1.1.3. Trạng thái tự nhiên

Tinh thể Silic

Hình 1: Tinh thể thạch anh

  • Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai sau Oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng Vỏ Trái Đất.
  • Trong tự nhiên không có Silic tự do, mà chỉ gặp được ở dạng hợp chất: chủ yếu silic đioxit; các khoáng vật silicat; cao lanh, thạch anh, …

1.1.4. Ứng dụng

Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn, được dùng trong kĩ thuật

Ứng dụng của Silic

Hình 2: Ứng dụng của Silic

1.1.5. Điều chế

Nguyên tắc:

Dùng chất khử mạnh (Mg, Al, C…) khử SiO2 ở t0 cao

SiO2 + 2Mg Si + 2MgO

1.2. Hợp chất của silic

1.2.1. Silic đioxít (SiO2)

Tính chất vật lý

Silic đioxit là chất ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 1713oC, không tan trong nước.

Tính chất hoá học

  • Oxít axít nên tác dụng kiềm đặc nóng hoặc nóng chảy.

SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O.

  • SiO2 tan được trong HF.

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

→ Dung dịch HF dùng để khắc chữ và hình trên thuỷ tinh.

1.2.2. Axít silixic (H2SiO3)

  • Kết tủa keo: Không tan trong nước.
  • Dễ mất nước khi đun nóng: H2SiO3 SiO2 + H2O
  • Là axít yếu, yếu hơn cả H2CO3: Phương trình Na2SiO3+CO2+H2O → H2SiO3 \(\downarrow\)+Na2CO3

1.2.3. Muối silicat

  • Đa số muối silicat không tan.
  • Chỉ có muối silicat của Kim loại kiềm tan trong H2O.

Bài tập minh họa



Bài 1:

Trong các thí nghiệm sau:
(1) Cho SiO2 tác dụng với axit HF.
(2) Cho khí H2S vào dung dịch axit sunfurơ.
(3) Dập tắt đám cháy Mg, Al bằng khí cacbonic
(4) Cho CaOCl2 tác dụng với HCl đặc.
(5)Cho Si vào dung dịch NaOH loãng
(6) Cho khí CO2 sục vào dung dịch thủy tinh lỏng
(7)Cho dung dịch Na2SiO3 tác dụng với dung dịch H2SO4.
(8) Cho Si vào dung dịch Na2SiO3.
(9)Đun nóng HCOOH trong H2SO4 đặc.
(10) Cho SiO2 tác dụng với Na2CO3 nóng chảy.
Số thí nghiệm tạo ra sản phẩm có chất khí là:

Hướng dẫn:

(1) SiF4; (4) Cl2; (5) H2; (9) CO; (10) CO2