Номер 6, страница 353 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 49. Кремний и его соединения - номер 6, страница 353.

Условие.

6. Установите соответствие между веществом и реагентами, с каждым из которых это вещество взаимодействует.

ВЕЩЕСТВО

А) $\text{Si}$

Б) $SiO_2$

В) $Na_2SiO_3$

Г) $SO_2$

РЕАГЕНТЫ

1) $\text{Mg}$, $\text{C}$, $\text{HF}$

2) $H_2O$, $KOH$, $CaO$

3) $CaCl_2$, $HCl$, $H_2SO_4$

4) $H_2O$, $NaOH$, $HCl$

5) $N_2$, $H_2O$, $H_2$

6) $KMnO_4$, $H_2O$, $O_2$

Решение.

Решение 2.

А) Si

Кремний (Si) — неметалл. Рассмотрим предложенные наборы реагентов.

Набор 5 (N₂, H₂O, H₂) подходит для кремния, хотя реакции и требуют особых условий (высокой температуры):

• Реакция с азотом: при сильном нагревании кремний реагирует с азотом, образуя нитрид кремния.
  $3Si + 2N_2 \xrightarrow{t} Si_3N_4$
• Реакция с водой: при пропускании водяного пара над раскалённым кремнием образуется диоксид кремния и водород.
  $Si + 2H_2O \xrightarrow{t} SiO_2 + 2H_2$
• Реакция с водородом: кремний реагирует с водородом при высокой температуре и давлении с образованием силана.
  $Si + 2H_2 \rightleftharpoons SiH_4$

Другие наборы реагентов не подходят полностью. Например, в наборе 4 кремний реагирует только с NaOH, но не с H₂O и HCl. Набор 1 также подходит для кремния, но он является единственно возможным вариантом для SiO₂, поэтому по методу исключения для кремния выбираем набор 5.

Ответ: 5

Б) SiO₂

Диоксид кремния (SiO₂) — кислотный оксид с атомной кристаллической решеткой, химически довольно инертен. Ему соответствует набор реагентов 1 (Mg, C, HF).

• Реакция с магнием: при нагревании активные металлы, такие как магний, могут восстанавливать кремний из его оксида.
  $SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} Si + 2MgO$
• Реакция с углеродом: при очень высокой температуре (в электропечах) углерод восстанавливает кремний из SiO₂. Это промышленный способ получения кремния.
  $SiO_2 + 2C \xrightarrow{t} Si + 2CO$
• Реакция с плавиковой кислотой: диоксид кремния — единственный оксид, который реагирует с плавиковой (фтороводородной) кислотой. Эта реакция используется для травления стекла.
  $SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4 + 2H_2O$

Ни один другой набор реагентов не подходит, так как SiO₂ не реагирует с водой, большинством кислот (кроме HF), азотом, водородом, кислородом и перманганатом калия.

Ответ: 1

В) Na₂SiO₃

Силикат натрия (Na₂SiO₃) — это соль сильного основания (NaOH) и слабой кремниевой кислоты (H₂SiO₃). Для него подходит набор реагентов 3 (CaCl₂, HCl, H₂SO₄).

• Реакция с хлоридом кальция: в водном растворе происходит реакция ионного обмена с образованием нерастворимого силиката кальция.
  $Na_2SiO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaSiO_3\downarrow + 2NaCl$
• Реакция с соляной кислотой: более сильные кислоты, как соляная, вытесняют слабую кремниевую кислоту из её солей, которая выпадает в осадок.
  $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2NaCl$
• Реакция с серной кислотой: аналогично соляной, серная кислота также вытесняет кремниевую кислоту из силиката натрия.
  $Na_2SiO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + Na_2SO_4$

Ответ: 3

Г) SO₂

Диоксид серы (SO₂) — кислотный оксид. Ему соответствуют свойства, описанные в наборе реагентов 2 (H₂O, KOH, CaO).

• Реакция с водой: диоксид серы растворяется в воде, образуя слабую сернистую кислоту.
  $SO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2SO_3$
• Реакция с гидроксидом калия: как кислотный оксид, SO₂ реагирует со щелочами с образованием соли и воды.
  $SO_2 + 2KOH \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$
• Реакция с оксидом кальция: SO₂ реагирует с основными оксидами, образуя соль.
  $SO_2 + CaO \rightarrow CaSO_3$

Ответ: 2