Вопрос?, страница 190 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Песок нерастворим в воде, при сплавлении $SiO_2$ взаимодействует со щелочью и содой как кислотный оксид:

1)$SiO_2 + 2NaOH \stackrel{t}{=} Na_2SiO_3 + H_2O$

2)$SiO_2 + Na_2CO_3 \stackrel{t}{=} Na_2SiO_3 + CO_2\uparrow$

Оксид кремния проявляет слабое амфотерное свойство, вступая в реакцию с плавиковой кислотой.

3)$SiO_2 + 4HF \to SiF_4\uparrow + 2H_2O$ (с помощью этой реакции осуществляют травление стекла).

Какие выводы можно сделать по этим реакциям?

На основе представленных химических реакций можно сделать несколько ключевых выводов о свойствах оксида кремния(IV) ($SiO_2$).

1. Оксид кремния(IV) является кислотным оксидом

Это подтверждается его способностью вступать в реакции, характерные для кислотных оксидов.

• Реакция 1 показывает взаимодействие $SiO_2$ со щелочью (сильным основанием) $NaOH$ при нагревании. В результате образуются соль (силикат натрия) и вода, что является классической реакцией нейтрализации:

  $SiO_2 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + H_2O$

• Реакция 2 демонстрирует, как $SiO_2$ при сплавлении реагирует с солью более слабой и летучей угольной кислоты ($Na_2CO_3$), вытесняя из неё кислотный оксид $CO_2$. Это также указывает на кислотный характер $SiO_2$.

  $SiO_2 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + CO_2\uparrow$

Ответ: Оксид кремния(IV) проявляет выраженные кислотные свойства, реагируя при нагревании со щелочами и солями летучих кислот с образованием силикатов.

2. Оксид кремния(IV) проявляет слабые амфотерные свойства

Амфотерными называют оксиды, способные реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Наряду с кислотными свойствами (реакции 1 и 2), $SiO_2$ также вступает в реакцию с плавиковой кислотой ($HF$), как показано в реакции 3:

$SiO_2 + 4HF \to SiF_4\uparrow + 2H_2O$

В этой реакции $SiO_2$ ведёт себя подобно основному оксиду, реагируя с кислотой. Совокупность этих реакций позволяет классифицировать оксид кремния как амфотерный, однако его основные свойства проявляются крайне слабо (только с $HF$), в то время как кислотные свойства доминируют.

Ответ: Способность $SiO_2$ реагировать и со щелочью, и с плавиковой кислотой доказывает его амфотерный характер со значительным преобладанием кислотных свойств.

3. Летучесть оксида может определять направление реакции

Реакция 2 ($SiO_2 + Na_2CO_3 \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + CO_2\uparrow$) иллюстрирует важный принцип. Хотя кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) является более слабой кислотой, чем угольная ($H_2CO_3$), ее оксид ($SiO_2$) является твёрдым, тугоплавким и нелетучим веществом. Оксид углерода ($CO_2$) — газ. При высокой температуре (сплавлении) газообразный $CO_2$ покидает зону реакции, что по принципу Ле Шателье смещает равновесие в сторону образования продуктов.

Ответ: В реакциях при высоких температурах менее летучий кислотный оксид ($SiO_2$) может вытеснять более летучий ($CO_2$) из соли, даже если кислота, соответствующая нелетучему оксиду, слабее.

4. Химические свойства $SiO_2$ имеют практическое применение

Как указано в пояснении к реакции 3, уникальная способность $SiO_2$ реагировать с плавиковой кислотой используется для травления стекла. Поскольку обычное стекло в основном состоит из оксида кремния, эта реакция позволяет растворять его поверхность, нанося рисунки или делая стекло матовым.

Ответ: Реакция взаимодействия оксида кремния с плавиковой кислотой является основой промышленного процесса травления стекла.