Номер 4, страница 70 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II. Неметаллы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 4, страница 70.

Условие.

4. Запишите уравнения реакций превращений веществ.

$ \text{Si} \rightarrow \text{X}_1 \rightarrow \text{Na}_2\text{SiO}_3 \rightarrow \text{X}_2 \rightarrow \text{X}_1 \rightarrow \text{Si} $

$ \text{X}_1 $ — _______________ $ \text{X}_2 $ — _______________

1) ____________________________________________________________________

2) ____________________________________________________________________

3) ____________________________________________________________________

4) ____________________________________________________________________

5) ____________________________________________________________________

Решение.

Решение 2.

Решение

Для того чтобы записать уравнения реакций, сперва определим неизвестные вещества $X_1$ и $X_2$ в цепочке превращений $Si \rightarrow X_1 \rightarrow Na_2SiO_3 \rightarrow X_2 \rightarrow X_1 \rightarrow Si$.

Вещество $X_1$ получают из кремния ($Si$), а затем из $X_1$ получают силикат натрия ($Na_2SiO_3$). Кремний при реакции с кислородом образует оксид кремния(IV) ($SiO_2$), который является кислотным оксидом и реагирует со щелочами с образованием солей-силикатов. Следовательно, $X_1$ — это $SiO_2$.

Вещество $X_2$ получают из силиката натрия ($Na_2SiO_3$), а затем из $X_2$ обратно получают $X_1$ ($SiO_2$). Силикат натрия — это соль слабой кремниевой кислоты. При действии на её раствор более сильной кислоты (например, соляной или угольной) выпадает осадок кремниевой кислоты ($H_2SiO_3$). Кремниевая кислота, в свою очередь, при нагревании разлагается на оксид кремния(IV) и воду. Таким образом, $X_2$ — это $H_2SiO_3$.

$X_1$ — $SiO_2$ (оксид кремния(IV))

$X_2$ — $H_2SiO_3$ (кремниевая кислота)

Теперь запишем уравнения реакций для каждого шага:

1) Первая стадия — получение оксида кремния(IV) из кремния. Это реакция горения кремния в кислороде при высокой температуре.
$Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2$
Ответ: $Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2$

2) Вторая стадия — получение силиката натрия из оксида кремния(IV). Как кислотный оксид, $SiO_2$ реагирует со щелочью, например, с гидроксидом натрия.
$SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O$
Ответ: $SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O$

3) Третья стадия — получение кремниевой кислоты из силиката натрия. Это реакция обмена с более сильной кислотой, которая вытесняет слабую кремниевую кислоту из её соли.
$Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$
Ответ: $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + 2NaCl$

4) Четвертая стадия — получение оксида кремния(IV) из кремниевой кислоты. Это реакция термического разложения кремниевой кислоты.
$H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$
Ответ: $H_2SiO_3 \xrightarrow{t} SiO_2 + H_2O$

5) Пятая стадия — восстановление кремния из его оксида. Это можно сделать с помощью активного металла, например, магния (силикотермия), при высокой температуре.
$SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO$
Ответ: $SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO$