Номер 2, страница 59, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Как получают свободный кремний в промышленности и в лаборатории? Напишите уравнения реакций, укажите окислитель и восстановитель.

Получение кремния в промышленности

В промышленности свободный кремний (технической чистоты) получают путем восстановления диоксида кремния ($SiO_2$), который является основным компонентом кварца и песка, с помощью кокса (углерода $\text{C}$) в электрических печах при высокой температуре (около 1800-2000o C). Этот процесс называется карботермическим восстановлением.

Уравнение реакции:

$SiO_2 + 2C \xrightarrow{t^\circ} Si + 2CO$

В данной окислительно-восстановительной реакции:

• Кремний в составе оксида $SiO_2$ имеет степень окисления +4. В ходе реакции он принимает 4 электрона и восстанавливается до простого вещества $Si$ со степенью окисления 0. Следовательно, окислителем является диоксид кремния ($SiO_2$).
• Углерод $\text{C}$ имеет степень окисления 0. В ходе реакции он отдает 2 электрона и окисляется до степени окисления +2 в составе оксида углерода(II) $CO$. Следовательно, восстановителем является углерод ($\text{C}$).

Ответ: В промышленности кремний получают по реакции $SiO_2 + 2C \xrightarrow{t^\circ} Si + 2CO$. Окислитель: $SiO_2$. Восстановитель: $\text{C}$.

Получение кремния в лаборатории

В лабораторных условиях кремний можно получить восстановлением его оксида ($SiO_2$) более активными металлами, например, магнием ($Mg$) или алюминием ($Al$). Этот процесс известен как металлотермия. Обычно для этого прокаливают смесь мелко измельченного песка (диоксида кремния) с порошком активного металла.

Уравнение реакции с использованием магния:

$SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t^\circ} Si + 2MgO$

В данной окислительно-восстановительной реакции:

• Кремний в $SiO_2$ (степень окисления +4) принимает электроны и восстанавливается до $Si$ (степень окисления 0). Таким образом, окислителем является диоксид кремния ($SiO_2$).
• Магний $Mg$ (степень окисления 0) отдает электроны и окисляется до $Mg^{+2}$ в составе оксида магния $MgO$. Таким образом, восстановителем является магний ($Mg$).

Ответ: В лаборатории кремний получают, например, по реакции $SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{t^\circ} Si + 2MgO$. Окислитель: $SiO_2$. Восстановитель: $Mg$.