☰ Содержание · Химия

Кремний и его соединения

Уроки 13–14 · 2 урока · И.Р. Аскаров, К. Гопиров, Н.Х. Тухтабоев. Химия, 9 класс, переработанное 4-е издание. НМИУ «O‘zbekiston», Ташкент, 2019
14

Свойства кремния. Его важнейшие соединения

Учебник: с. 63–65
ЦельЗнать химические свойства кремния и свойства SiO₂, метакремниевой кислоты и силикатов; записывать уравнения реакций.
Новые слова
силикат · silikatжидкое стекло · suyuq shishaметакремниевая кислота H₂SiO₃ · metakremniy kislota H₂SiO₃силан SiH₄ · silan SiH₄
Объяснение

Кристаллический кремний — серое твёрдое вещество с металлическим блеском, плавящееся при 1420 °C. При нагревании он соединяется с кислородом, галогенами и углеродом: Si + O₂ → SiO₂, Si + 2Cl₂ → SiCl₄, Si + C → SiC (карборунд); с металлами образует силициды: Si + 2Mg → Mg₂Si, а кислоты затем дают силан: Mg₂Si + 4HCl → 2MgCl₂ + SiH₄↑ (который самовоспламеняется на воздухе). С кислотами он не реагирует, но растворяется в щёлочи: Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑. SiO₂ — кислотный оксид с атомной кристаллической решёткой: твёрдый, тугоплавкий и нерастворимый в воде; у CO₂ молекулярная решётка, поэтому он газ, а SiO₂ — твёрдое вещество. При сплавлении со щелочами или оксидами он даёт силикаты: SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O, SiO₂ + CaO → CaSiO₃, а из кислот реагирует только с плавиковой: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O. H₂SiO₃ — нерастворимая, очень слабая кислота, слабее даже угольной: Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂SiO₃↓; при нагревании H₂SiO₃ → SiO₂ + H₂O. Растворимы только Na₂SiO₃ и K₂SiO₃, а их раствор называют жидким стеклом.

Примеры
Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃↓. Сокращённое ионное: SiO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂SiO₃↓ (студенистый осадок). 122 г Na₂SiO₃ (1 моль) дают 78 г H₂SiO₃.
Цепочка: SiO₂ → Si → SiCl₄ → SiO₂ → K₂SiO₃. Уравнения: SiO₂ + 2Mg → 2MgO + Si; Si + 2Cl₂ → SiCl₄ (при нагревании); SiCl₄ + 2H₂O → SiO₂ + 4HCl; SiO₂ + 2KOH → K₂SiO₃ + H₂O (при сплавлении).
Работа в классе

Карточки «вопрос — ответ»: на одной стороне вещество (Si, SiO₂, H₂SiO₃, Na₂SiO₃), на другой — два его свойства и одно уравнение. Опрашивайте друг друга в парах. Плавиковая кислота и силан — только теория; в школе с ними никто не работает.

Упражнения
1
Запишите реакцию Si с NaOH и водой.
2
Сколько граммов H₂SiO₃ выпадает в осадок из 122 г Na₂SiO₃? (M(Na₂SiO₃) = 122, M(H₂SiO₃) = 78)
3
Почему SiO₂ и CO₂ различаются по агрегатному состоянию?
4
Что наблюдается при пропускании CO₂ в раствор Na₂SiO₃ и почему?