Кремний: Часть 2

Химия, 11 класс

Задачи Задача 1 Условие Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА РЕАГЕНТЫ А) $CO$ 1) $KOH, C, BaO$ Б) $S...

Видео

Конспект

Задачи

Задача 1

Условие

Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

РЕАГЕНТЫ

А) $CO$

1) $KOH, C, BaO$

Б) $Si$

2) $CaCl_2, HCl, H_2SO_4$

В) $SiO_2$

3) $C, NaOH, HF$

Г) $Na_2CO_3$

4) $Si, HCl, C$

5) $O_2, NaOH, F_2$

Решение

А) Угарный газ может реагировать со всеми веществами из набора 5): $$

2CO + O_2 = 2CO_2,

$$ $$

CO + NaOH \overset{t}{=} HCOONa,

$$ $$

CO + F_2 = COF_2.

$$

Б) Кремний реагирует со всеми веществами из набора 5): $$

Si + O_2 \overset{t}{=} SiO_2,

$$ $$

Si + 2NaOH + H_2O \overset{t}{=} Na_2SiO_3 + 2H_2\uparrow,

$$ $$

Si + 2F_2 = SiF_4.

$$

В) Оксид кремния взаимодействует со всеми веществами из набора 3): $$

SiO_2 + 3C \overset{t}{=} SiC + 2CO,

$$ $$

SiO_2 + 2NaOH \overset{t}{=} Na_2SiO_3 + H_2O,

$$ $$

SiO_2 + 4HF = SiF_4 + 2H_2O.

$$

Г) Карбонат натрия взаимодействует со всеми веществами из набора 2): $$

Na_2CO_3 + CaCl_2 = CaCO_3\downarrow + 2NaCl,

$$ $$

Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + CO_2\uparrow + H_2O,

$$ $$

Na_2CO_3 + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O.

$$

Ответ

А

Б

В

Г

5

5

3

2

Задача 2

Условие

Из перечисленных ниже веществ выберите два, которые в твёрдом состоянии образуют атомную кристаллическую решётку.

карбонат калия

диоксид углерода

кварц

силикат кальция

метан

карборунд

Решение

Атомной кристаллической решёткой обладают кварц ($SiO_2$) и карборунд ($SiC$).

Ответ 36.

Задача 3

Условие

Смесь тонко измельчённых диоксида кремния и магния (взят в небольшом избытке) прокалили. К полученной смеси добавили избыток соляной кислоты, при этом выделилось $2{,}24$ л (н.у.) газа, который тяжелее воздуха, а масса нерастворившегося вещества составила $14$ г. Найдите массы веществ в исходной смеси.

Решение

Уравнения химических реакций: $$

SiO_2 + 2Mg \overset{t}{=} Si + 2MgO,

$$ $$

2Mg + Si \overset{t}{=} Mg_2Si,

$$ $$

MgO + 2HCl = MgCl_2 + H_2O,

$$ $$

Mg_2Si + 4HCl = 2MgCl_2 + SiH_4\uparrow.

$$

Газ тяжелее воздуха — силан, его молярная масса $32$ г/моль, нерастворившийся в соляной кислоте остаток — кремний. $$

\nu(SiH_4) = 2{,}24 / 22{,}4 = 0{,}1 моль,

$$ $$

\nu(Si) = 14 / 28 = 0{,}5 моль.

$$

Тогда в исходной смеси: $$

\nu(SiO_2) = 0{,}1 + 0{,}5 = 0{,}6 моль,

$$ $$

m(SiO_2) = 60 \cdot 0{,}6 = 36 г,

$$ $$

\nu(Mg) = 0{,}5 \cdot 2 + 0{,}1 \cdot 2 = 1{,}2 моль,

$$ $$

m(Mg) = 24 \cdot 1{,}2 = 28{,}8 г.

$$

Ответ $36$ г $SiO_2$ и $28{,}8$ г $Mg$.

Задача 4

Условие

Сколько литров газа (н.у.) можно получить при растворении $16{,}8$ г кремния при нагревании в концентрированном растворе гидроксида натрия? Ответ округлите до десятых.

Решение

$$

Si + 2NaOH + H_2O = Na_2SiO_3 + 2H_2,

$$ $$

n(Si) = 16{,}8/28 = 0{,}6 моль,\ V(H_2) = 1{,}2 \cdot 22{,}4 = 26{,}88 л.

$$

Ответ $26{,}9$ л.

Задача 5

Условие

Сколько граммов силиката натрия можно получить сплавлением $90$ г кремнезёма с избытком кальцинированной соды?

Решение

$$

SiO_2 + Na_2CO_3 = Na_2SiO_3 + CO_2,

$$ $$

n(SiO_2) = 90/60 = 1{,}5 моль = n(Na_2SiO_3),\ m(Na_2SiO_3) = 1{,}5 \cdot 122 = 183 г.

$$

Ответ $183$ г.

Задача 6

Условие

Оксид кальция $CaO$ массой $0{,}16$ кг нагрели до $1300$ºС с достаточным количеством оксида кремния(IV) $SiO_2$. Масса образовавшегося силиката кальция $CaSiO_3$ оказалась равной $0{,}256$ кг. Вычислите выход (%) реакции соединения.

Решение

$$

CaO + SiO_2 = CaSiO_3,

$$ $$

n(CaO) = m(CaO)/M(CaO) = 160 г / 56 = 2{,}857 моль,

$$ $$

n(CaSiO_3) = m(CaSiO_3)/M(CaSiO_3) = 256/116 = 2{,}207 моль.

$$

Итак, если бы реакция шла без потерь, то теоретически из $2{,}857$ моль оксида кальция можно было бы получить такое же количество силиката кальция (равенство коэффициентов в уравнении реакции). А из-за потерь, количество силиката меньше. Поэтому, выход реакции: $$

\eta = n(прореаг)/n(теор) = 2{,}207/2{,}857 = 0{,}786 = 78{,}6%.

$$

Ответ $78{,}6%$.

Открыть урок на ВОЛНА