Главная >> Химия 9 класс. Кузнецова

Глава 6. Подгруппа углерода

Кремний и его свойства. Соединения кремния

Задание. Заполните таблицу, отражающую химические свойства оксида кремния (IV), написав уравнения реакций.

Оксид кремния (IV) получил очень широкое применение. В виде кварцевого песка его используют в стекольной промышленности. Это главный компонент силикатных стекол. Кварцевый песок — важнейший строительный материал, который идет на изготовление одного из лучших огнеупорных материалов — динаса.

Из кварца получают кварцевое стекло, обладающее самым низким температурным коэффициентом расширения, т. е. при нагревании кварцевое стекло почти не расширяется. Поэтому при резком нагревании или охлаждении посуда из кварцевого стекла не трескается. Применяют кварцевое стекло для изготовления химической лабораторной посуды и осветительных приборов. Кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовые лучи, поэтому кварцевые лампы используются в медицине.

Кремниевая кислота. H₂SiO₃ — условная формула кремниевой кислоты. В действительности ее состав более сложный — это полимер, имеющий следующую структуру:

Кремниевая кислота состоит из структурных звеньев, имеющих тетраэдрическое строение:

Структурные звенья соединяются в цепи, образуя поликремниевые кислоты (H₂SiO₃)_n. Поликремниевые кислоты в воде нерастворимы.

Посмотрите на таблицу растворимости солей, кислот и оснований в воде. Вы увидите, что из кислот только кремниевая кислота не растворяется в воде. Получить ее растворением оксида кремния (IV) в воде нельзя.

Кремниевую кислоту получают действием сильных кислот на соли кремниевой кислоты:

Свежеприготовленная кремниевая кислота выделяется в виде геля — студенистого осадка. При нагревании кремниевую кислоту можно постепенно обезводить:

В результате оксид кремния (IV) выделяется в виде пористого материала — силикагеля, который применяется для поглощения водяных паров и газов.

Кремниевая кислота очень слабая, слабее угольной.

Силикаты. Соли кремниевой кислоты называются силикатами. Из силикатов растворимы лишь соли щелочных металлов. Концентрированные растворы силикатов натрия или калия называют жидким или растворимым стеклом. Они используются для пропитки древесины, чтобы придать ей огнеупорность. Водный раствор силиката натрия применяется в качестве силикатного клея.

Химические свойства силикатов

1. Взаимодействие с кислотами. Даже слабые кислоты (угольная кислота) вытесняют кремниевую кислоту из растворов ее солей:

2. Взаимодействие растворимых силикатов с растворимыми солями приводит к образованию нерастворимых силикатов:

3. В водных растворах силикаты подвергаются гидролизу.

Основные понятия

Аллотропные модификации кремния • Свойства кремния • Силициды • Оксид кремния (IV) • Кремниевая кислота • Силикаты • Стекло

Вопросы и задания

1. На каких свойствах кристаллического кремния основано его применение в народном хозяйстве?

2. Напишите уравнения реакций ряда превращений:

3. При действии на силицид магния соляной кислоты образуется силан SiH₄ — ядовитый газ с неприятным запахом, самовоспламеняющийся на воздухе. Напишите уравнения реакций получения и воспламенения силана и рассчитайте, какой объем воздуха потребуется на горение 12 л силана (н. у.).

4. Сколько песка и кокса, содержащего 90% углерода, потребуется для получения 1 т карборунда?

5. Напишите уравнения реакций ряда превращений:

SiO₂ → Si → Mg₂Si → SiH₄ → SiO₂.

6. При сплавлении 170 г соды, содержащей 92% карбоната натрия, с песком было получено 175 г силиката натрия. Каков практический выход продукта (в %) от теоретически возможного?

7. Напишите в полном и сокращенном ионном виде уравнения реакций следующих превращений: SiO₂ → K₂SiO₃ → H₂SiO₃ → SiO₂.

8. Какое свойство кремния широко используется в радиоэлектронике? Подготовьте реферат по теме, иллюстрируйте его схемами, рисунками.

<<< К началу параграфа