Номер 1, страница 137 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 38. Кремниевая кислота и её соли. Стекло. Цемент. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 137.

Условие.

1. Как можно получить кремниевую кислоту из оксида кремния(IV)? Напишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

Кремниевую кислоту ($H_2SiO_3$) невозможно получить путем прямой реакции оксида кремния(IV) ($SiO_2$) с водой. Это связано с тем, что оксид кремния(IV) имеет атомную кристаллическую решетку, очень прочную, и он нерастворим в воде, поэтому прямое взаимодействие не происходит. Для получения кремниевой кислоты из ее оксида используют косвенный метод в две стадии.

Стадия 1: Получение растворимой соли кремниевой кислоты (силиката)

На первой стадии оксид кремния(IV), являясь кислотным оксидом, вступает в реакцию с сильным основанием (щелочью) или с карбонатом щелочного металла при высокой температуре (сплавлении). В результате образуется растворимая в воде соль — силикат. Чаще всего используют гидроксид или карбонат натрия.

Уравнение реакции сплавления с гидроксидом натрия:

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

Уравнение реакции сплавления с карбонатом натрия:

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

Стадия 2: Вытеснение кремниевой кислоты из раствора силиката

На второй стадии к полученному водному раствору силиката натрия ($Na_2SiO_3$) добавляют более сильную кислоту. Кремниевая кислота очень слабая, поэтому ее можно вытеснить из раствора соли практически любой кислотой, например, соляной ($HCl$), серной ($H_2SO_4$) или даже угольной ($H_2CO_3$), которая образуется при пропускании углекислого газа ($CO_2$) через раствор. В результате реакции кремниевая кислота, будучи нерастворимой в воде, выпадает в осадок в виде белого геля.

Уравнение реакции с соляной кислотой:

$Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2NaCl$

Уравнение реакции с углекислым газом (угольной кислотой):

$Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + Na_2CO_3$

Ответ: получить кремниевую кислоту из оксида кремния(IV) можно в две стадии.

1. Сначала необходимо перевести нерастворимый оксид в растворимую соль (силикат) путем сплавления со щелочью: $SiO_2 + 2NaOH \xrightarrow{t} Na_2SiO_3 + H_2O$.

2. Затем из раствора силиката вытеснить кремниевую кислоту действием более сильной кислоты, например, соляной: $Na_2SiO_3 + 2HCl \rightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2NaCl$.