Silic và hợp chất của silic - các ứng dụng quan trọng trong sản xuất

Silic và hợp chất của silic - các ứng dụng quan trọng trong sản xuất

Bài giảng hôm nay cunghocvui sẽ giúp các bạn làm quen với khái niệm Silic là gì và ứng dụng của nó trong đời sống là ra sao. Để trả lời được câu hỏi trên mời các bạn cùng theo dõi bài viết sau đây! 

I. Silic và hợp chất của silic

    1. Silic là gì?

Silic với cấu tạo hóa học là Si và là một phi kim.

• Nguyên tử khối của Silic là 14.
• Nhiệt độ nóng chảy: 2570 độ Fahrenheit
• Nhiệt độ bay hơi: 4271 độ Fahrenheit
• Trạng thái ôxy hóa: -3
• Áp suất hơi: 0 mmHg
• Mật độ: 2.33 g/cm³

Silic tinh thể

Silic vô định hình

    2. Hợp chất của Silic

• Silic dioxit (\(SiO_2\))

Các phản ứng hóa học liên quan:

\(SiO_2 + 2NaOH → Na_2SiO_3 + H_2O\)

\(SiO_2 + Na_2CO_3 → Na_2SiO_3 + CO_2\)

\(SiO_2\) tan dễ trong axit HF: \(SiO_2 + 4HF → SiF_4 + 2H_2O\)

Phản ứng này dùng để khắc chữ trên thủy tinh và tuyệt đối không dùng bình thủy tinh để đựng axit HF.

Công thức liên quan:

•  Bài 17. Silic và hợp chất của silic
•  Bài 18. Công nghiệp silicat

• Axit Silicic (\(H_2SiO_3\))

\(H_2SiO_3\) là axit có tính khử, tham gia các phản ứng nhiệt phân, tác dụng với bazo và 1 số axit khác. Các phản ứng:

\(H_2SiO_3 → H_2O + SiO_2 (t^0)\)

\(H_2SiO_3 + 2NaOH → Na_2SiO_3 + 2H_2O\)

\(Na_2SiO_3 + 2HCl → 2NaCl + H_2SiO_3\)

\(Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O → H_2SiO_3 + Na_2CO_3\)

\(SiCl_4 + 3H_2O → H_2SiO_3 + 4HCl\)

• Muối silicat

Là sự kết hợp giữa kim loại với ion \(SiO_3^{-2}\) , là chất hóa học khó tan và không màu nên khó xác định (trừ muối kim loại kiềm mạnh có thể tan trong nước).

\(Na_2SiO_3 + 2H_2O → 2Na+ + 2OH^‑ + H_2SiO_3\)

II. Tính chất hóa học của Silic 

Các mức oxi hóa có thể có của Si: \(-4; 0; +2; +4 (trong \ đó, số \ oxi \ hóa +2 \ ít \ đặc \ trưng)\)

 → Vậy nên Si vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.

   1. Tính khử

• Tác dụng với phi kim:                      

\(Si + 2F_2 → SiF_4 (phản \ ứng \ xảy \ ra \ ở \ nhiệt \ độ \ thường)\\ Si + 2O_2 → SiO_2 (40^0 - 600^0C)\)

• Tác dụng với hợp chất:

Si tan dễ dàng trong dung dịch kiềm tạo ra khi Hidro            

\(Si + 2NaOH + H_2O → Na_2SiO_3 + 2H_2­\)

Si tác dụng với axit:

\(4HNO_3 + 18HF + 3Si → 3H_2SiF_6 + 4NO + 8H_2O\)

    2. Tính oxi hóa

Si phản ứng với nhiều kim loại ở mức nhiệt độ cao tạo ra hợp chất silixua kim loại.      

\(2Mg + Si → Mg_2Si\)

III. Bài tập về Silic

1) Câu nào sau đây hoàn toàn đúng?

A. Silic là nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, có khả năng dẫn điện tốt, nó có tính phi kim yếu hơn cacbon.

B. Silic là nguyên tố có nhiều nhất trong vỏ trái đất những chỉ phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, có khả năng dẫn điện kém, nó có tính phi kim yếu hơn cacbon.

C. Silic là nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, có khả năng dẫn điện tốt, nó có tính kim loại yếu hơn cacbon.

D. Silic là một kim loại lưỡng tính, nó có khả năng tác dụng với cả dung dịch axit và dung dịch kiềm.

2) Silic có thể phản ứng với tất cả các chất trong nhóm nào dưới đây?

A. \(O_2,Mg,F_2,HCl,KOH\)

B. \(F_2,C,Ca,NaOH,HNO_3\)

C. \(F_2,O_2,Mg,NaOH,KOH\)

D. \(C,Ca,Cl_2,HCl,NaOH\)

3) Phản ứng nào không xảy ra trong các đáp án dưới đây?

A. \(SiO_2+NaOH (đặc)\)

B. \(SiO_2+HF (đặc)\)

C. \(SiO_2 + H_2SO_4(đặc)\)

D. \(SiO_2+Na_2CO_3(rắn)\)

4) Silic có thể phản ứng với tất cả các chất trong nhóm nào dưới đây?

A. \(CaO,KOH,SO_2,C,HCl\)

B. \(CaO,KOH,Na_2CO_3,C,HF\)

C. \(KOH,CO_2,HF,HCl,Na_2CO_3\)

D. \(NaOH,SO_2,HCl,CaO,KOH\)

IV. Ứng dụng của Silic

Silic và các hợp chất của Silic là một trong những thành phần khá quan quan và có tính ứng dụng cao trong khoa học và kĩ thuật, có thể kể đến như:

• Gốm/men sứ.
• Thành cấu tạo nên thép
• Hợp chất Silic cấu tạo chính nên đồng thau.
• Thành phần cơ bản tạo nên thủy tinh.
• Giấy nhám
• Vật liệu bán dẫn
• Trong các photonic
• Vật liệu y tế
• LCD và pin mặt trời
• Xây dựng: sản xuất gạch, xi măng.

Với những kiến thức tổng hợp trên hy vọng rằng bạn đã có câu trả lời cho câu hỏi "Silic là kim loại hay phi kim?" hay "Tính chất hóa học cũng như ứng dụng của silic là gì?". Chúng tôi luôn hy vọng các bạn hiểu được 100% bài giảng trên. Chúc các bạn thành công!