Номер 4, страница 102 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Химические свойства кремния.

1) ________ свойства

a) Реагирует с галогенами:

$Si + F_2 = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$\uparrow \boxed{\bar{e}}$

б) Реагирует с кислородом при нагревании:

$Si + O_2 \to \text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$\uparrow \boxed{\bar{e}}$

в) Реагирует со сложными веществами — сильными окислителями:

$Si + KOH + H_2O = K_2SiO_3 + \text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$

2) ________ свойства

a) Реагирует с металлами при нагревании с образованием $\text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$ :

$Si + Mg = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$

$\uparrow \boxed{\bar{e}}$

б) С водородом прямо не взаимодействует, и $SiH_4$ — $\text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$ получают косвенным путём:

$Mg_2Si + HCl = \text{\_\_\_\_\_\_\_\_}$

1) Восстановительные свойства

а) Реагирует с галогенами:

Решение: Кремний ($Si$) реагирует с фтором ($F_2$) с образованием тетрафторида кремния ($SiF_4$). В этой реакции кремний повышает свою степень окисления с 0 до +4, отдавая 4 электрона, и, следовательно, является восстановителем. Схема процесса окисления кремния: $Si^0 - 4\bar{e} \rightarrow Si^{+4}$. Уравнение реакции: $Si + 2F_2 = SiF_4$.

Ответ: Продукт реакции: $SiF_4$. Число электронов, отдаваемых атомом кремния: 4. Полное уравнение: $Si + 2F_2 = SiF_4$.

б) Реагирует с кислородом при нагревании:

Решение: При нагревании кремний ($Si$) взаимодействует с кислородом ($O_2$), в результате чего образуется оксид кремния(IV), также известный как диоксид кремния ($SiO_2$). Кремний выступает в роли восстановителя, отдавая 4 электрона и переходя в степень окисления +4. Схема процесса окисления: $Si^0 - 4\bar{e} \rightarrow Si^{+4}$. Уравнение реакции: $Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2$.

Ответ: Продукт реакции: $SiO_2$. Число электронов, отдаваемых атомом кремния: 4. Полное уравнение: $Si + O_2 \xrightarrow{t} SiO_2$.

в) Реагирует со сложными веществами — сильными окислителями:

Решение: Кремний растворяется в горячих концентрированных растворах щелочей, например, в гидроксиде калия ($KOH$). Это окислительно-восстановительная реакция, в которой кремний окисляется до силикат-иона ($SiO_3^{2-}$), а водород из воды восстанавливается, выделяясь в виде газа ($H_2$). Электронный баланс: $Si^0 - 4\bar{e} \rightarrow Si^{+4}$ | 1 (восстановитель) $2H^{+1} + 2\bar{e} \rightarrow H_2^0$ | 2 (окислитель) Сбалансированное уравнение: $Si + 2KOH + H_2O = K_2SiO_3 + 2H_2$.

Ответ: Пропущенный продукт реакции: $2H_2$. Полное уравнение: $Si + 2KOH + H_2O = K_2SiO_3 + 2H_2\uparrow$.

2) Окислительные свойства

а) Реагирует с металлами при нагревании с образованием силицидов:

Решение: При взаимодействии с активными металлами, такими как магний ($Mg$), при нагревании кремний ($Si$) проявляет окислительные свойства. Он принимает 4 электрона, его степень окисления понижается с 0 до -4. Продукты таких реакций называются силицидами. В данном случае образуется силицид магния ($Mg_2Si$). Схема процесса восстановления кремния: $Si^0 + 4\bar{e} \rightarrow Si^{-4}$. Уравнение реакции: $2Mg + Si \xrightarrow{t} Mg_2Si$.

Ответ: Пропущенное слово: силицидов. Продукт реакции: $Mg_2Si$. Число электронов, принимаемых атомом кремния: 4. Полное уравнение: $2Mg + Si \xrightarrow{t} Mg_2Si$.

б) С водородом прямо не взаимодействует, и $SiH_4$ — силан — получают косвенным путём:

Решение: Водородное соединение кремния $SiH_4$ носит название силан. Силан не получают прямым синтезом из кремния и водорода. Один из способов его получения — реакция обмена между силицидами металлов и кислотами. При взаимодействии силицида магния ($Mg_2Si$) с соляной кислотой ($HCl$) образуются хлорид магния ($MgCl_2$) и силан ($SiH_4$). Уравнение реакции: $Mg_2Si + 4HCl = 2MgCl_2 + SiH_4\uparrow$.

Ответ: Пропущенное слово: силан. Продукты реакции: $2MgCl_2 + SiH_4$. Полное уравнение: $Mg_2Si + 4HCl = 2MgCl_2 + SiH_4$.